Go语言高级编程

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2. 第2章 CGO编程

引言

2.1 快速入门

2.1.1 最简CGO程序

2.1.2 基于C标准库函数输出字符串

2.1.3 使用自己的C函数

2.1.4 C代码的模块化

2.1.5 用Go重新实现C函数

2.1.6 面向C接口的Go编程

2.2 CGO基础

2.2.1 import "C"语句

2.2.2 #cgo语句

2.2.3 build tag 条件编译

2.3 类型转换

2.3.1 数值类型

2.3.2 Go 字符串和切片

2.3.3 结构体、联合、枚举类型

2.3.4 数组、字符串和切片

2.3.5 指针间的转换

2.3.6 数值和指针的转换

2.3.7 切片间的转换

2.4 函数调用

2.4.1 Go调用C函数

2.4.2 C函数的返回值

2.4.3 void函数的返回值

2.4.4 C调用Go导出函数

2.5 内部机制

2.5.1 CGO生成的中间文件

2.5.2 Go调用C函数

2.5.3 C调用Go函数

2.6 实战: 封装qsort

2.6.1 认识qsort函数

2.6.2 将qsort函数从Go包导出

2.6.3 改进:闭包函数作为比较函数

2.6.4 改进:消除用户对unsafe包的依赖

2.7 CGO内存模型

2.7.1 Go访问C内存

2.7.2 C临时访问传入的Go内存

2.7.3 C长期持有Go指针对象

2.7.4 导出C函数不能返回Go内存

2.8 C++ 类包装

2.8.1 C++ 类到 Go 语言对象

2.8.1.1 准备一个 C++ 类

2.8.1.2 用纯C函数接口封装 C++ 类

2.8.1.3 将纯C接口函数转为Go函数

2.8.1.4 包装为Go对象

2.8.2 Go 语言对象到 C++ 类

2.8.2.1 构造一个Go对象

2.8.2.2 导出C接口

2.8.2.3 封装C++对象

2.8.2.4 封装C++对象改进

2.8.3 彻底解放C++的this指针

2.9 静态库和动态库

2.9.1 使用C静态库

2.9.2 使用C动态库

2.9.3 导出C静态库

2.9.4 导出C动态库

2.9.5 导出非main包的函数

2.10 编译和链接参数

2.10.1 编译参数:CFLAGS/CPPFLAGS/CXXFLAGS

2.10.2 链接参数:LDFLAGS

2.10.3 pkg-config

2.10.4 go get 链

2.10.5 多个非main包中导出C函数

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3.8.5 goid的应用: 局部存储

有了goid之后,构造Goroutine局部存储就非常容易了。我们可以定义一个gls包提供goid的特性:

package gls

var gls struct {
	m map[int64]map[interface{}]interface{}
	sync.Mutex
}

func init() {
	gls.m = make(map[int64]map[interface{}]interface{})
}

gls包变量简单包装了map,同时通过sync.Mutex互斥量支持并发访问。

然后定义一个getMap内部函数,用于获取每个Goroutine字节的map:

func getMap() map[interface{}]interface{} {
	gls.Lock()
	defer gls.Unlock()

	goid := GetGoid()
	if m, _ := gls.m[goid]; m != nil {
		return m
	}

	m := make(map[interface{}]interface{})
	gls.m[goid] = m
	return m
}

获取到Goroutine私有的map之后,就是正常的增、删、改操作接口了:

func Get(key interface{}) interface{} {
	return getMap()[key]
}
func Put(key interface{}, v interface{}) {
	getMap()[key] = v
}
func Delete(key interface{}) {
	delete(getMap(), key)
}

最后我们再提供一个Clean函数,用于释放Goroutine对应的map资源:

func Clean() {
	gls.Lock()
	defer gls.Unlock()

	delete(gls.m, GetGoid())
}

这样一个极简的Goroutine局部存储gls对象就完成了。

下面是使用局部存储简单的例子:

import (
	gls "path/to/gls"
)

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < 5; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(idx int) {
			defer wg.Done()
			defer gls.Clean()

			defer func() {
				fmt.Printf("%d: number = %d\n", idx, gls.Get("number"))
			}()
			gls.Put("number", idx+100)
		}(i)
	}
	wg.Wait()
}

通过Goroutine局部存储,不同层次函数之间可以共享存储资源。同时为了避免资源泄漏,需要在Goroutine的根函数中,通过defer语句调用gls.Clean()函数释放资源。