使用swig工具为go语言与c++进行交互

环境：

　　centos_7_x86_x64，gcc_4.8.5

一、安装swig

　　　1. 安装pcre

yum install -y pcre pcre-tools pcre-devel

　　　2. 安装yacc

yum install -y byacc

　　　3. 下载swig-rel-3.0.12.tar.gz

　　　4. 解压到任意目录下，并生成configure文件

tar -xvzf swig-rel-3.0.12.tar.gz
cd swig-rel-3.0.12
./autogen.sh

　　　5. 生成Makefile文件

./configure

　　　6. 编译和安装

make && make install

　　　7. 验证安装是否成功　　

swig -version

　　这里说一下为什么要编译swig源码来进行安装，在yum上安装swig的版本比较低，而较低版本的swig不支持-cgo参数，具体见官方文档。

二、安装golang

　　1. 安装go

yum install -y go

　　2. 验证安装是否成功

go version

三、创建C++动态链接库

　　1. 编写test_cpp.h文件

#ifndef _TEST_CPP_H_
#define _TEST_CPP_H_

#include <stdint.h>
#include <string>

/// 回调类
class ICallback {
public:
    virtual void notify(const std::string& s) = 0;
};

/// 测试类
class TestCall {
public:
    static TestCall* Create() { return new TestCall(); }

    void SetCallback(ICallback* callback) { callback_ = callback; }

    int32_t Test(const std::string& s);

private:
    TestCall() : callback_(NULL) {}

    ICallback* callback_;
};

#endif

　　2. 编写test_cpp.cpp文件

#include <iostream>
#include "test_cpp.h"

int32_t TestCall::Test(const std::string & s) {
    std::cout << "TestCall::Test(" << s << ")" << std::endl;
    if (callback_) {
        callback_->notify(s);
    }
    return 0;
}

　　3. 编写CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

project(test_cpp C CXX)

set(SRC_LISTS test_cpp.cpp)
add_library(test_cpp SHARED ${SRC_LISTS})

　　4. 编译生成动态链接库libtest_cpp.so

mkdir cmake
cd cmake
cmake ..
make

　　由于在golang中不能直接使用C++函数，所以我们稍后会使用swig工具，生成C函数提供给golang使用。

四、使用swig从C++生成C函数接口

　　1. 编写定义文件go_test_cpp.swigcxx

/* Copyright 2011 The Go Authors.  All rights reserved.
   Use of this source code is governed by a BSD-style
   license that can be found in the LICENSE file.  */

/* An example of writing a C++ virtual function in Go.  */

%module(directors="1") go_test_cpp

%init %{ 
  //printf("Initialization rms done.
");
%}

%typemap(gotype) (char **ppInstrumentID, int nCount) "[]string"

%typemap(in) (char **ppInstrumentID, int nCount)
%{
  {
    int i;
    _gostring_* a;

    $2 = $input.len;
    a = (_gostring_*) $input.array;
    $1 = (char **) malloc (($2 + 1) * sizeof (char *));
    for (i = 0; i < $2; i++) {
      
      /* Not work */
      //_gostring_ *ps = &a[i];
      //$1[i] = (char *) ps->p;
      //$1[i][ps->n] = '';

      /*Work well*/
      _gostring_ *ps = &a[i];
      $1[i] = (char*) malloc(ps->n + 1);
      memcpy($1[i], ps->p, ps->n);
      $1[i][ps->n] = '';
    }
    $1[i] = NULL;
  }
%}

%typemap(argout) (char **ppInstrumentID, int nCount) "" /* override char *[] default */

%typemap(freearg) (char **ppInstrumentID, int nCount)
%{
  {
    int i;
    for (i = 0; i < $2; i++)
    {
      free ($1[i]);
    }
    free($1);
  }
%}
 

/* 在复杂的企业环境中，可能有一些 C/C++ 头文件定义了您希望向脚本框架公开的全局变量和常量。
 * 在接口文件中使用 %include <header.h> 和 %{ #include <header.h> %}，可解决在头文件中重复所有元素的声明的问题。
 */

/* Includes the header files in the wrapper code */
%header %{
#if defined(_WIN32) || defined(__WIN32__) || defined(__CYGWIN__) || defined(WIN32)

#include "test_cpp.h" 

#else

#include "test_cpp.h"

#endif
%}

/* Parse the header files to generate wrappers */
%include "std_string.i"

%feature("director") ICallback;

#if defined(_WIN32) || defined(__WIN32__) || defined(__CYGWIN__) || defined(WIN32)

%include "./../cpp/test_cpp.h"

#else

%include "./../cpp/test_cpp.h"

#endif

　　有几个点我们需要注意：

　　　　1.1 指定生成go源文件中的包名

%module(directors="1") go_test_cpp

　　　　1.2 指定生成C++源文件中的include代码

%header %{
#if defined(_WIN32) || defined(__WIN32__) || defined(__CYGWIN__) || defined(WIN32)

#include "test_cpp.h" 

#else

#include "test_cpp.h"

#endif
%}

　　　　1.3 可以让go支持继承某个C++类

%feature("director") ICallback;

　　　　1.4 指定需要解析C++头文件，生成go和C++的包装代码

#if defined(_WIN32) || defined(__WIN32__) || defined(__CYGWIN__) || defined(WIN32)

%include "./../cpp/test_cpp.h"

#else

%include "./../cpp/test_cpp.h"

#endif

　　2. 生成go源文件和C++源文件

swig -go -cgo -intgosize 64 -c++ ./go_test_cpp.swigcxx

　　总共生成了3个文件：go_test_cpp.go、go_test_cpp_wrap.h和go_test_cpp_wrap.cxx

　　3. 在该目录下编写CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

project(go_test_cpp C CXX)

include_directories(${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../cpp)
set(SRC_LISTS go_test_cpp_wrap.cxx)
add_library(go_test_cpp STATIC ${SRC_LISTS})

　　4. 编译生成静态库libgo_test_cpp.a

mkdir cmake
cd cmake
cmake ..
make

　　最后编译的静态库是给go使用的，大致调用流程是：go  <=>  libgo_test_cpp.a  <=>  libtest_cpp.so

四、在go中使用C函数接口

　　1. 将go_test_cpp.go文件拷贝到go工程目录下的go_test_cpp目录下

　　2. 编写libgo_test_cpp.go文件

// Copyright 2012 The Go Authors.  All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.

package go_test_cpp

//#cgo linux LDFLAGS: -fPIC -L${SRCDIR}/../../cpp/cmake -L${SRCDIR}/../../swig/cmake -Wl,-rpath=${SRCDIR}/../../cpp/cmake -ltest_cpp -lgo_test_cpp -lstdc++
//#cgo linux CPPFLAGS: -fPIC -I.
import "C"

　　链接libtest_cpp.so和libgo_test_cpp.a模块；应该将libgo_test_cpp.go文件保存在go_test_cpp目录下，它和go_test_cpp.go都属于同一个包。

　　3. 编写main.go文件调用C函数

package main

import(
    "fmt"
    "unsafe"
    "time"
    "./go_test_cpp"
)

type my_callback struct {
    go_test_cpp.ICallback
}

func (this my_callback) Notify(arg2 string) {
    fmt.Printf("c++ Notify:%s
", arg2)
}

func main() {

    cb := go_test_cpp.NewDirectorICallback(my_callback{})

    test := go_test_cpp.TestCallCreate()
    test.SetCallback(cb)    

    res_ptr := test.Test("Hello World!").Swigcptr()
    res := *(*int32)(unsafe.Pointer(res_ptr))
    if res == 0 {
        fmt.Println("Test success!")
    } else {
        fmt.Println("init failed[", res, "]!")
    }
    go_test_cpp.Swig_free(res_ptr)
    
    time.Sleep(time.Second*1)
    fmt.Println("end")
}

　　4. 运行main.go

　　

go run main.go

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