前言

近期 Rust 社區(qū)/團(tuán)隊(duì)有些變動(dòng)，所以再一次將 Rust 拉到大多數(shù)人眼前。

我最近看到很多小伙伴說(shuō)的話：

• Rust 還值得學(xué)嗎？社區(qū)是不是不穩(wěn)定呀
• Rust 和 Go 哪個(gè)好？
• Rust 還值得學(xué)嗎？

這些問(wèn)題如果有人來(lái)問(wèn)我，那我的回答是：

小孩子才做選擇，我都要！

當(dāng)然，關(guān)于 Rust 和 Go 的問(wèn)題也不算新，比如之前的一條推文：

我在本篇中就來(lái)介紹下如何用 Go 調(diào)用 Rust。

當(dāng)然，這篇中我基本上不會(huì)去比較 Go 和 Rust 的功能，或者這種方式的性能之類的，Just for Fun

FFI 和 Binding

FFI (Foreign Function Interface) 翻譯過(guò)來(lái)叫做外部函數(shù)接口（為了比較簡(jiǎn)單，下文中都將使用 FFI 指代）。最早來(lái)自于 Common Lisp 的規(guī)范，這是在 wiki 上寫的，我并沒有去考證。 不過(guò)我所使用過(guò)的絕大多數(shù)語(yǔ)言中都有 FFI 的概念/術(shù)語(yǔ)存在，比如：Python、Ruby, Haskell、Go、Rust、LuaJIT 等。

FFI 的作用簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是允許一種語(yǔ)言去調(diào)用另一種語(yǔ)言，有時(shí)候我們也會(huì)用 Binding 來(lái)表示類似的能力。

在不同的語(yǔ)言中會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)，比如在 Go 中的 cgo , Python 中的 ctypes ， Haskell 中的 CAPI （之前還有一個(gè) ccall）等。 我個(gè)人感覺 Haskell 中用 FFI 相比其他語(yǔ)言要更簡(jiǎn)單&方便的多，不過(guò)這不是本篇的重點(diǎn)就不展開了。

在本文中，對(duì)于 Go 和 Rust 而言，它們的 FFI 需要與 C 語(yǔ)言對(duì)象進(jìn)行通信，而這部分其實(shí)是由操作系統(tǒng)根據(jù) API 中的調(diào)用約定來(lái)完成的。

我們來(lái)進(jìn)入正題。

準(zhǔn)備 Rust 示例程序

Rust 的安裝和 Cargo 工具的基本使用，這里就不介紹了。大家可以去 Rust 的官網(wǎng)進(jìn)行了解。

用 Cargo 創(chuàng)建項(xiàng)目

我們先準(zhǔn)備一個(gè)目錄用來(lái)放本次示例的代碼。（我創(chuàng)建的目錄叫做 go-rust ）

然后使用 Rust 的 Cargo 工具創(chuàng)建一個(gè)名叫 rustdemo 的項(xiàng)目，這里由于我增加了 --lib 的選項(xiàng)，使用其內(nèi)置的 library 模板。

?  go-rust git:(master) ? mkdir lib && cd lib
?  go-rust git:(master) ? cargo new --lib rustdemo
     Created library `rustdemo` package
?  go-rust git:(master) ? tree rustdemo 
rustdemo
├── Cargo.toml
└── src
    └── lib.rs
1 directory, 2 files

準(zhǔn)備 Rust 代碼

extern crate libc;
use std::ffi::{CStr, CString};
#[no_mangle] 
pub extern "C" fn rustdemo(name: *const libc::c_char) -> *const libc::c_char {
    let cstr_name = unsafe { CStr::from_ptr(name) };
    let mut str_name = cstr_name.to_str().unwrap().to_string();
    println!("Rust get Input:  \"{}\"", str_name);
    let r_string: &str = " Rust say: Hello Go ";
    str_name.push_str(r_string);
    CString::new(str_name).unwrap().into_raw()
}

代碼比較簡(jiǎn)單，Rust 暴露出來(lái)的函數(shù)名叫做 rustdemo ，接收一個(gè)外部的參數(shù)，并將其打印出來(lái)。之后從 Rust 這邊再設(shè)置一個(gè)字符串。

CString::new(str_name).unwrap().into_raw() 被轉(zhuǎn)換為原始指針，以便之后由 C 語(yǔ)言處理。

編譯 Rust 代碼

我們需要修改下 Cargo.toml 文件以便進(jìn)行編譯。注意，這里我們?cè)黾恿?crate-type = ["cdylib"] 和 libc 。

[package]
name = "rustdemo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
[lib]
crate-type = ["cdylib"]
[dependencies]
libc = "0.2"

然后進(jìn)行編譯

?  rustdemo git:(master) ? cargo build --release
   Compiling rustdemo v0.1.0 (/home/tao/go/src/github.com/tao12345666333/go-rust/lib/rustdemo)
    Finished release [optimized] target(s) in 0.22s

查看生成的文件，這是一個(gè) .so 文件（這是因?yàn)槲以?Linux 環(huán)境下，你如果在其他系統(tǒng)環(huán)境下會(huì)不同)

?  rustdemo git:(master) ? ls target/release/librustdemo.so 
target/release/librustdemo.so

準(zhǔn)備 Go 代碼

Go 環(huán)境的安裝之類的這里也不再贅述了，繼續(xù)在我們的 go-rust 目錄操作即可。

編寫 main.go

package main
/*
#cgo LDFLAGS: -L./lib -lrustdemo
#include <stdlib.h>
#include "./lib/rustdemo.h"
*/
import "C"
import (
	"fmt"
	"unsafe"
)
func main() {
	s := "Go say: Hello Rust"
	input := C.CString(s)
	defer C.free(unsafe.Pointer(input))
	o := C.rustdemo(input)
	output := C.GoString(o)
	fmt.Printf("%s\n", output)
}

在這里我們使用了 cgo ，在 import "C" 之前的注釋內(nèi)容是一種特殊的語(yǔ)法，這里是正常的 C 代碼，其中需要聲明使用到的頭文件之類的。

下面的代碼很簡(jiǎn)單，定義了一個(gè)字符串，傳遞給 rustdemo 函數(shù)，然后打印 C 處理后的字符串。

同時(shí)，為了能夠讓 Go 程序能正常調(diào)用 Rust 函數(shù)，這里我們還需要聲明其頭文件，在 lib/rustdemo.h 中寫入如下內(nèi)容：

char* rustdemo(char *name);

編譯代碼

在 Go 編譯的時(shí)候，我們需要開啟 CGO （默認(rèn)都是開啟的），同時(shí)需要鏈接到 Rust 構(gòu)建出來(lái)的 rustdemo.so 文件，所以我們將該文件和它的頭文件放到 lib 目錄下。

?  go-rust git:(master) ? cp lib/rustdemo/target/release/librustdemo.so lib

所以完整的目錄結(jié)構(gòu)就是：

?  go-rust git:(master) ? tree -L 2 .
.
├── go.mod
├── lib
│   ├── librustdemo.so
│   ├── rustdemo
│   └── rustdemo.h
└── main.go
2 directories, 5 files

編譯：

?  go-rust git:(master) ? go build -o go-rust  -ldflags="-r ./lib" main.go
?  go-rust git:(master) ? ./go-rust 
Rust get Input:  "Go say: Hello Rust"
Go say: Hello Rust Rust say: Hello Go

可以看到，第一行的輸出是由 Go 傳入了 Rust ， 第二行中則是從 Rust 再傳回 Go 的了。符合我們的預(yù)期。

總結(jié)

本篇介紹了如何使用 Go 與 Rust 進(jìn)行結(jié)合，介紹了其前置關(guān)于 FFI 相關(guān)的知識(shí)，后續(xù)通過(guò)一個(gè)小的實(shí)踐演示了其完整過(guò)程。 感興趣的小伙伴可以自行實(shí)踐下，更多關(guān)于Go調(diào)用Rust外部函數(shù)接口前置的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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