C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案-白红宇

C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案

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发布时间：2019-03-06

本文共 2975 字，大约阅读时间需要 9 分钟。

摘要：C++调用Go方法时，字符串参数的内存管理需要由Go侧进行深度值拷贝。

现象

在一个APP技术项目中，子进程按请求加载Go的ServiceModule，将需要拉起的ServiceModule信息传递给Go的Loader，存在C++调用Go方法，传递字符串的场景。

方案验证时，发现有奇怪的将std::string对象的内容传递给Go方法后，在Go方法协程中取到的值与预期不一致。

经过一段时间的分析和验证，终于理解问题产生的原因并给出解决方案，现分享如下。

背景知识

Go有自己的内存回收GC机制，通过make等申请的内存不需要手动释放。

C++中为std::string变量赋值新字符串后，.c_str()和.size()的结果会联动变化，尤其是.c_str()指向的地址也有可能变化。

go build -buildmode=c-shared .生成的.h头文件中定义了C++中Go的变量类型的定义映射关系，比如GoString、GoInt等。其中GoString实际是一个结构体，包含一个字符指针和一个字符长度。

原理及解释

通过代码示例方式解释具体现象及原因，详见注释

C++侧代码：

//    // Created by w00526151 on 2020/11/5.    //         #include 
          #include 
           #include 
            #include "libgoloader.h"         /**     * 构造GoString结构体对象     * @param p     * @param n     * @return     */    GoString buildGoString(const char* p, size_t n){        //typedef struct { const char *p; ptrdiff_t n; } _GoString_;        //typedef _GoString_ GoString;        return {p, static_cast
         (n)};    }         int main(){        std::cout<<"test send string to go in C++"<

Go侧代码：

package main         import "C"    import (        "fmt"        "time"    )         func printInGo(p0 string, p1 string, p2 string){        time.Sleep(10 * time.Second)        fmt.Printf("in go function, p0:%s size %d, p1:%s size %d, p2:%s size %d", p0, len(p0), p1, len(p1), p2, len(p2))    }         //export LoadModule    func LoadModule(name string, version string, location string) int {        //通过make的方式，新构建一段内存来存放从C++处传入的字符串，深度拷贝防止C++中修改影响Go        tmp3rdParam := make([]byte, len(location))        copy(tmp3rdParam, location)        new3rdParam := string(tmp3rdParam)        fmt.Println("in go loadModule,first param is",name,"second param is",version, "third param is", new3rdParam)        go printInGo(name, version, new3rdParam);        return 0    }

Go侧代码通过-buildmode=c-shared的方式生成libgoloader.so及libgoloader.h供C++编译运行使用

go build -o libgoloader.so -buildmode=c-shared .

程序执行结果：

test send string to go in C++    in C++ tmpStr: 0x7fffe1fb93f0, tmpStr: /tmp/udsgateway-netconftemplateservice, tmpStr.size:38     # 将C++的指针传给Go，一开始打印都是OK的    in go loadModule,first param is /tmp/udsgateway-netconftemplateservice second param is /tmp/udsgateway-netconftemplateservice third param is /tmp/udsgateway-netconftemplateservice    # 在C++中，将指针指向的内容修改，或者删掉指针    in C++ change tmpStr and delete newStrPtr, new tmpStr: 0x7fffe1fb93f0, tmpStr: new string, tmpStr.size:10     # 在Go中，参数1、参数2对应的Go string变量都受到了影响，参数3由于做了深度拷贝，没有受到影响。    in go function, p0:new string eway-netconftemplateservice size 38, p1:        p���  netconftemplateservice size 38, p2:/tmp/udsgateway-netconftemplateservice size 38

结论

结论：C++调用Go方法时，字符串参数的内存管理需要由Go侧进行深度值拷贝。即参数三的处理方式

原因：传入的字符串GoString，实际是一个结构体，第一个成员p是一个char*指针，第二个成员n是一个int长度。

在C++代码中，任何对成员p的char*指针的操作，都将直接影响到Go中的string对象的值。

只有通过单独的内存空间开辟，进行独立内存管理，才可以避免C++中的指针操作对Go的影响。

ps：不在C++中进行内存申请释放的原因是C++无法感知Go中何时才能真的已经没有对象引用，无法找到合适的时间点进行内存释放。

本文分享自华为云社区《C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案》，原文作者：王芾。

转载地址：http://yvquz.baihongyu.com/

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