2.7.3 C长期持有Go指针对象
作为一个Go程序员在使用CGO时潜意识会认为总是Go调用C函数。其实CGO中,C语言函数也可以回调Go语言实现的函数。特别是我们可以用Go语言写一个动态库,导出C语言规范的接口给其它用户调用。当C语言函数调用Go语言函数的时候,C语言函数就成了程序的调用方,Go语言函数返回的Go对象内存的生命周期也就自然超出了Go语言运行时的管理。简言之,我们不能在C语言函数中直接使用Go语言对象的内存。
虽然Go语言禁止在C语言函数中长期持有Go指针对象,但是这种需求是切实存在的。如果需要在C语言中访问Go语言内存对象,我们可以将Go语言内存对象在Go语言空间映射为一个int类型的id,然后通过此id来间接访问和控制Go语言对象。
以下代码用于将Go对象映射为整数类型的ObjectId,用完之后需要手工调用free方法释放该对象ID:
package main
import "sync"
type ObjectId int32
var refs struct {
sync.Mutex
objs map[ObjectId]interface{}
next ObjectId
}
func init() {
refs.Lock()
defer refs.Unlock()
refs.objs = make(map[ObjectId]interface{})
refs.next = 1000
}
func NewObjectId(obj interface{}) ObjectId {
refs.Lock()
defer refs.Unlock()
id := refs.next
refs.next++
refs.objs[id] = obj
return id
}
func (id ObjectId) IsNil() bool {
return id == 0
}
func (id ObjectId) Get() interface{} {
refs.Lock()
defer refs.Unlock()
return refs.objs[id]
}
func (id *ObjectId) Free() interface{} {
refs.Lock()
defer refs.Unlock()
obj := refs.objs[*id]
delete(refs.objs, *id)
*id = 0
return obj
}
我们通过一个map来管理Go语言对象和id对象的映射关系。其中NewObjectId用于创建一个和对象绑定的id,而id对象的方法可用于解码出原始的Go对象,也可以用于结束id和原始Go对象的绑定。
下面一组函数以C接口规范导出,可以被C语言函数调用:
package main
/*
extern char* NewGoString(char* );
extern void FreeGoString(char* );
extern void PrintGoString(char* );
static void printString(const char* s) {
char* gs = NewGoString(s);
PrintGoString(gs);
FreeGoString(gs);
}
*/
import "C"
//export NewGoString
func NewGoString(s *C.char) *C.char {
gs := C.GoString(s)
id := NewObjectId(gs)
return (*C.char)(unsafe.Pointer(uintptr(id)))
}
//export FreeGoString
func FreeGoString(p *C.char) {
id := ObjectId(uintptr(unsafe.Pointer(p)))
id.Free()
}
//export PrintGoString
func PrintGoString(s *C.char) {
id := ObjectId(uintptr(unsafe.Pointer(p)))
gs := id.Get().(string)
print(gs)
}
func main() {
C.printString("hello")
}
在printString函数中,我们通过NewGoString创建一个对应的Go字符串对象,返回的其实是一个id,不能直接使用。我们借助PrintGoString函数将id解析为Go语言字符串后打印。该字符串在C语言函数中完全跨越了Go语言的内存管理,在PrintGoString调用前即使发生了栈伸缩导致的Go字符串地址发生变化也依然可以正常工作,因为该字符串对应的id是稳定的,在Go语言空间通过id解码得到的字符串也就是有效的。
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