【OpenIM原创】C/C++调用golang函数，golang回调C/C++函数

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Open-IM 是由前微信技术专家打造的全开源、永久免费、无限制的即时通讯组件。Open-IM 包括 IM 服务端和客户端 SDK，实现了高性能、轻量级、易扩展等重要特性。开发者通过集成 Open-IM 组件，并私有化部署服务端，可以将即时通讯、实时网络能力免费、快速集成到自身应用中，并确保业务数据的安全性和私密性。

OpenIM包括Server和SDK，两者都是采用golang实现的，移动端通过gomobile生成代码，再加上对应的插件，这样能适应多个前端开发框架，无论是原生的iOS、Android还是跨端开发的Flutter、uniapp、react native、cordova等。OpenIM SDK 要用在pc端electron框架中，先解决C调用golang的问题，再打通nodejs调用C /C++，当然这里还涉及到各种回调函数。

网上有很多例子告诉你怎么从Go语言调用C /C++语言的函数，但少文章有告诉你，如何从C /C++语言函数中调用Golang语言写的函数。本文通过实际代码，来展示两个能力：(1)golang如何编译成动态库so (2)C /C++如何调用golang函数 (3)golang如何调用C /C++的回调函数。

goland代码及注意事项

a.go代码：

package main
/*
#cgo CFLAGS: -I .
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef void (*callback)(void *,int);
extern void c_callback (void *,int);
extern callback _cb;
*/
import "C"
import (
    "sync"
    "unsafe"
    "time"
    "fmt"
    "encoding/json"
)

var mutex  sync.Mutex 


type HelloWorld  interface {
      OnSuccessCallback(result string)
}

func doSomething(worker HelloWorld, input string){
    //模拟异步
    go func() {
        fmt.Println("func doSomething start...")
        time.Sleep(time.Duration(2)*time.Second)
        fmt.Println("func doSomething end...")
        result := "do something successful"
        worker.OnSuccessCallback(result)
    }()
}

type SomeHelloWorld struct {
    cb C.callback
    input string
    passBackData string
}

type CallbackOutput struct {
    Data     string   `json:"data"`
    Output   string `json:"output"`
}


func(t *SomeHelloWorld) OnSuccessCallback(result string){
    var callbackOutput CallbackOutput
    callbackOutput.Data = t.passBackData
    callbackOutput.Output = result

    jsonStr, err := json.Marshal(callbackOutput)
    if err != nil {
        fmt.Println("err: ", err.Error())
    }
    fmt.Println("json: ", string(jsonStr))

    var cmsg *C.char = C.CString(string(jsonStr))
    var ivalue C.int = C.int(len(jsonStr))
    defer C.free(unsafe.Pointer(cmsg))
    //C._cb全局变量，再回调时加锁互斥
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()
    C._cb = t.cb
    C.c_callback(unsafe.Pointer(cmsg), ivalue)
}

//export  doSomethingCallback
func doSomethingCallback(p C.callback, input *C.char, data *C.char){
    var one SomeHelloWorld
    one.cb = p
    one.passBackData = C.GoString(data)
    one.input = C.GoString(input)
    fmt.Println("one: ", one)
    doSomething(&one, one.input)
}

func main() {
}

在代码块，有几个点需要注意：

(1)package main 这个必须是main

(2)这个注释不能少，原封不动复制粘贴即可

/ #cgo CFLAGS: -I . #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> typedef void (callback)(void ,int); extern void c_callback (void ,int); extern callback _cb; */

(3)对于提供给C调用的函数，在函数上一行加上export 例如：//export doSomethingCallback

(4) main函数保留

func main() { }

b.go代码

package main

/*
#include <stdio.h>

typedef void (*callback)(void *,int);

callback _cb;

void c_callback(void* p,int i)
{
    _cb(p,i);
}
*/
import "C"

原封不动保存就可以了。

编译成动态库

go build -o libcallback.so  -buildmode=c-shared a.go b.go

生成libcallback.h 和libcallback.so

C代码调用

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#include "libcallback.h"

void gocallback(void* s,int len) {

    printf("%s\n", (char*)s);

}

int main() {
    const char* a = "cstring input";
    doSomethingCallback(gocallback, (char*)"cstring hello", (char*)a);
    pause();
}

编译

gcc -v  m.cpp  -o m ./libcallback.so 

生成可执行程序 m

输入./m 执行，C调用golang的doSomethingCallback函数，并在此函数回调C的gocallback函数，完成了C->golang->C

小节

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OpenIM官网

C和golang互调能力打通，这样，对于采用C/C++开发的项目，如果某些业务特性不追求性能上的机制，可以通过golang实现，这样达到了开发效率和执行效率的平衡，对业务开发非常有帮助。

通过深度调用机制分析，无论是Go调用C，还是C调用Go，其需要解决的核心问题其实都是提供一个C/Go的运行环境来执行相应的代码。Go的代码执行环境就是goroutine以及Go的runtime，而C的执行环境需要一个不使用分段的栈，并且执行C代码的goroutine需要暂时地脱离调度器的管理。

要达到这些要求，运行时提供的支持就是切换栈，以及runtime.entersyscall。在Go中调用C函数时，runtime.cgocall中调用entersyscall脱离调度器管理。runtime.asmcgocall切换到m的g0栈，于是得到C的运行环境。在C中调用Go函数时，crosscall2解决gcc编译到6c编译之间的调用协议问题。cgocallback切换回goroutine栈。runtime.cgocallbackg中调用exitsyscall恢复Go的运行环境

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