在 C++ 应用中加载 Go 共享库作为插件

本文探讨了在 C++ 应用中加载 Go 插件的方案。由于 Go 语言本身对动态链接的支持有限，我们将介绍一种替代方法：通过 Cgo 技术，将 C 代码嵌入到 Go 代码中，并利用一个简单的 C 桩程序作为入口，从而实现在 C++ 中调用 Go 函数的目的。这种方法允许 C++ 程序间接利用 Go 语言的特性，并提供了一个可行的插件化解决方案。

利用 Cgo 实现 Go 函数在 C++ 中的调用

虽然直接将 Go 编译为 C++ 插件比较困难，但我们可以利用 Cgo 的特性，将 C 代码嵌入到 Go 代码中，并通过一个 C 桩程序，间接实现 C++ 调用 Go 函数的功能。这种方法的核心在于利用 Cgo 提供的 C 和 Go 语言互操作的能力。

步骤详解

1. 创建 Go 主程序 (main.go)

   这个 Go 程序的主要作用是调用 C 语言编写的 cmain() 函数。

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   // Stub go program to call cmain() in C
   package main
   
   // extern int cmain(void);
   import "C"
   
   func main() {
        C.cmain()
   }

   • // extern int cmain(void);: 这行注释指示 Cgo 声明一个外部 C 函数 cmain。
   • import "C": 导入 "C" 包，这是使用 Cgo 的必要步骤。
   • C.cmain(): 在 Go 的 main 函数中调用 C 语言的 cmain 函数。

2. 编写 C 桩程序 (main.c)

   这个 C 程序是整个调用的入口。它负责调用 Go 语言中定义的函数。

   #include 
   
   // Defined in Go
   extern void Print(void);
   
   // C Main program
   int cmain() {
     printf("Hello from C\n");
     Print();
   }

   • extern void Print(void);: 声明 Print 函数，该函数在 Go 代码中定义。
   • int cmain(): C 语言的 main 函数，在这里调用 Print 函数。

3. 定义 Go 函数 (print.go)

   

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   这个 Go 程序定义了将被 C 语言调用的函数。

   package main
   
   import "fmt"
   
   import "C"
   
   //export Print
   func Print() {
       fmt.Printf("Hello from Go\n")
   }

   • //export Print: 这个注释告诉 Cgo 将 Print 函数导出，使其可以被 C 代码调用。注意：//export 注释必须紧跟在函数声明之前，且与函数声明之间不能有空行。
   • import "C": 同样，导入 "C" 包是使用 Cgo 的必要步骤。
   • fmt.Printf("Hello from Go\n"): Print 函数的实际功能，这里只是简单地打印一行文本。

编译与运行

使用 go build 命令编译上述代码。这将生成一个可执行文件，运行该文件将输出：

Hello from C
Hello from Go

编译成动态链接库

如果希望将 print.go 编译成动态链接库，以便 C++ 程序加载，需要使用 go build -buildmode=plugin 命令。

go build -buildmode=plugin -o print.so print.go

编译完成后，会生成 print.so 文件。

C++ 加载动态链接库

以下是一个 C++ 示例代码，展示如何加载 Go 编译的动态链接库，并调用其中的函数。

#include 
#include 

int main() {
    void *handle = dlopen("./print.so", RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        std::cerr << "Cannot open library: " << dlerror() << std::endl;
        return 1;
    }

    typedef void (*PrintFunc)();
    PrintFunc printFunc = (PrintFunc)dlsym(handle, "Print");
    if (!printFunc) {
        std::cerr << "Cannot find symbol 'Print': " << dlerror() << std::endl;
        dlclose(handle);
        return 1;
    }

    printFunc();

    dlclose(handle);
    return 0;
}

注意事项:

• 确保 print.so 文件和 C++ 可执行文件在同一目录下，或者指定正确的路径。
• 需要包含 头文件，并在编译时链接 dl 库 (-ldl)。

总结与注意事项

• 这种方法利用 Cgo 作为桥梁，实现了 C++ 调用 Go 函数的功能。
• //export 注释对于导出 Go 函数至关重要，必须正确使用。
• 在 C++ 中加载动态链接库时，需要使用 dlopen、dlsym 和 dlclose 等函数。
• 这种方法的性能可能不如直接调用 C++ 函数，因为涉及到 Cgo 的开销。
• 需要注意 C 和 Go 之间的数据类型转换，避免出现错误。

通过这种方式，你可以在 C++ 应用中利用 Go 语言的优势，例如并发处理、网络编程等。虽然过程相对复杂，但它提供了一种可行的解决方案，尤其是在需要将 Go 代码集成到现有 C++ 项目中的场景下。