在 Java 中調(diào)用 Go 的大致過程如下go --> cgo --> jna --> java

整個(gè)過程要解決的問題主要兩個(gè)：數(shù)據(jù)類型在兩種語言中如何轉(zhuǎn)化

何時(shí)清理無用的數(shù)據(jù)

下面就圍繞上述調(diào)用過程來闡述，本文涉及代碼完整版可以下面鏈接找到：

Go -> Cgo

這是跨語言調(diào)用的第一步，主要是借助 cgo，把 Go 代碼編譯 C 共享庫(kù)。

cgo 是 Go 語言提供與 C 語言互調(diào)的一工具。提供一個(gè)名為 C 的偽 package，供 Go 訪問 C 中的變量與函數(shù)，如 C.size_t C.stdout 等；同時(shí)提供 5 個(gè)特殊函數(shù)，用于兩種語言間類型的轉(zhuǎn)化：// Go string to C string

// The C string is allocated in the C heap using malloc.

// It is the caller's responsibility to arrange for it to be

// freed, such as by calling C.free (be sure to include stdlib.h

// if C.free is needed).

func C.CString(string) *C.char

// Go []byte slice to C array

// The C array is allocated in the C heap using malloc.

// It is the caller's responsibility to arrange for it to be

// freed, such as by calling C.free (be sure to include stdlib.h

// if C.free is needed).

func C.CBytes([]byte) unsafe.Pointer

// C string to Go string

func C.GoString(*C.char) string

// C data with explicit length to Go string

func C.GoStringN(*C.char, C.int) string

// C data with explicit length to Go []byte

func C.GoBytes(unsafe.Pointer, C.int) []byte

需要注意一點(diǎn)，cgo 中函數(shù)不能直接返回 slice/map 等具有 go pointer (區(qū)別與 C pointer，由 go runtime 管理生命周期)的數(shù)據(jù)類型，否則會(huì)報(bào)下面的 panic 信息：panic: runtime error: cgo result has Go pointer

原因也很簡(jiǎn)單，go 是有 gc 的，假如允許返回具有 go pointer 的數(shù)據(jù)，那么 C 代碼中得到的數(shù)據(jù)無法保證合法性，很有可能已經(jīng)被 gc 了，即懸掛指針問題。解決的方式也很簡(jiǎn)單，就是采用 go 提供的特殊轉(zhuǎn)化函數(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 unsafe.Pointer，在 C 中用 void * 的方式去使用。

可以想象，這些特殊轉(zhuǎn)化函數(shù)一定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了深拷貝，來保證數(shù)據(jù)的合法性，可參考 C.CBytes 的定義const cBytesDef = `

func _Cfunc_CBytes(b []byte) unsafe.Pointer {

p := _cgo_cmalloc(uint64(len(b)))

pp := (*[1<<30]byte)(p)

copy(pp[:], b)

return p

}

`

但這也意味著，Go/C 代碼中需要負(fù)責(zé) free 掉無用的數(shù)據(jù)(至于哪邊 free，要看實(shí)際情況)。示例：func main() {

cs := C.CString("Hello from stdio")

C.myprint(cs)

C.free(unsafe.Pointer(cs))

}

將 Go 函數(shù)導(dǎo)出供 C 調(diào)用，需要用 //export 標(biāo)示相關(guān)函數(shù)，并且 Go 文件需要在 package main下。然后用類似下面的 build 命令，即可得到與 C 互調(diào)的動(dòng)態(tài)庫(kù)，同時(shí)會(huì)生產(chǎn)一個(gè)頭文件，里面有 export 函數(shù)的相關(guān)簽名。# linux 下可輸出到 libawesome.so，這里以 Mac 下的動(dòng)態(tài)庫(kù)為例

go build -v -o libawesome.dylib -buildmode=c-shared ./main.go//export Hello

func Hello(msg string) *C.char {

return C.CString("hello " + strings.ToUpper(msg))

}

// 頭文件中 Hello 的定義

// ptrdiff_t is the signed integer type of the result of subtracting two pointers.

// n 這里表示字符串的長(zhǎng)度

typedef struct { const char *p; ptrdiff_t n; } _GoString_;

extern char* Hello(GoString p0);

Cgo -> JNA

這一步主要是 Java 中如何調(diào)用 C 代碼，目前主要有兩種方式，JNA，優(yōu)勢(shì)是調(diào)用方便，只需要編寫 Java 代碼，JNA 框架負(fù)責(zé)在 C/Java 中進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化

JNI，優(yōu)勢(shì)是性能好，缺點(diǎn)是調(diào)用繁瑣

詳細(xì)區(qū)別這里不展開敘述，感興趣的讀者可參考下面文章：

JNA -> Java

這一步主要是在 Java 代碼中如何調(diào)用 JNA 框架提供的庫(kù)進(jìn)行跨語言調(diào)用，也是本文的重點(diǎn)。

JNA 將 Java 基本類型直接映射為 C 中同等大小的類型，這里摘抄如下Native TypeSizeJava TypeCommon Windows Typeschar8-bit integerbyteBYTE, TCHAR

short16-bit integershortWORD

wchar_t16/32-bit charactercharTCHAR

int32-bit integerintDWORD

intboolean valuebooleanBOOL

long32/64-bit integerNativeLongLONG

long long64-bit integerlong__int64

float32-bit FPfloat

double64-bit FPdouble

char*C stringStringLPCSTR

void*pointerPointerLPVOID, HANDLE, LPXXX

對(duì)于 C 中的 struct/pointer，JNA 中也提供了 Structure/Pointer 類來對(duì)應(yīng)。JNA 的具體使用過程可參考：

上述 GettingStarted 中第三種加載動(dòng)態(tài)庫(kù)的方式(即 resources 下的 {OS}-{ARCH}/{LIBRARY} 目錄內(nèi))可以把動(dòng)態(tài)庫(kù)一起打包到 jar 中，這對(duì)于提供基礎(chǔ)類庫(kù)時(shí)比較方便，用戶不需要再額外配置。resources/

├── darwin

│?? └── libawesome.dylib

├── linux-x86-64

│?? └── libawesome.so

vladimirvivien/go-cshared-examples 這個(gè)倉(cāng)庫(kù)演示了四個(gè)函數(shù) Add/Cosine/Sort/Log 的 JNA 調(diào)用，但這四個(gè)函數(shù)的返回類型都是基本類型(int/float64)，沒有 string/slice 等復(fù)雜類型，因此這里通過五個(gè)示例講述復(fù)雜類型的返回問題：BadStringDemo.java 本示例演示了網(wǎng)絡(luò)上一種常見，但有內(nèi)存泄露問題的返回 string 的方式

GoodStringDemo.java 這個(gè)示例演示了如何正確的返回 string

ReturnByteSliceDemo.java 本示例演示如何返回 slice，以及如何在 Java 中處理 Go 中的多個(gè)返回值

ReturnInterfaceDemo.java 本示例演示返回具有 Go Pointer 的結(jié)構(gòu)時(shí)的報(bào)錯(cuò)行為

上述示例均使用 direct mapping 的方式做 JNA，這種方式性能更好，但是支持的參數(shù)類型有限，讀者可參考 vladimirvivien/go-cshared-examples 學(xué)習(xí) interface mapping 的使用方式。

總結(jié)

C 語言作為連接不同高級(jí)語言的膠水語言，不具備垃圾回收功能，所以開發(fā)者在做 JNA 時(shí)要注意回收無用的內(nèi)存結(jié)構(gòu)。

參考

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 调用 go_实践总结：在 Java 中调用 Go 代码的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。