如何将Go语言结构体的方法作为C回调函数传递

Question

如何将Go语言结构体的方法作为C回调函数传递

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在Go源代码中，我有以下内容：

type T struct {
    // some data
}

func (t *T)M(arg0 SomeType1) {
    // some computations
}

var Obj *T

我有一些与C语言相关的源代码

// SomeType1C is equivalent to SomeType1.
typedef void (*CallbackFunc)(SomeType1C);

// callback will be called !after! register_callback function returns.
void register_callback(CallbackFunc callback);

我想在C语言中将Obj.M作为register_callback的callback使用。

在使用winapi的MS Windows上，我会传递类似于C.CallbackFunc(unsafe.Pointer(syscall.NewCallback(Obj.M)))这样的东西给register_callback（不确定是否完全正确，但至少能够工作）。但是在非Windows系统中没有NewCallback。

PS：

我确认在初始化T之后注册了回调，并在移除T之前移除了回调。
我可能有多个T实例，并且其中一些可能同时用于回调的“源”（因此T不是某种单例）。
GoLang's Wiki中的Function pointer callbacks使用gateway function，但我不知道如何使用它来适当地使用结构体的方法。

- Unsacrificed

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Unsacrificed · Accepted Answer

基本思路：

使用导出的回调函数作为C和Go之间的代理：

//export callback
func callback(data0 SomeType1C, data1 Data){ // data1 - data passed to register_callback_with_data
    obj := convertDataToObj(data1)       
    obj.M(data0)
}

然后像这样注册它：

register_callback_with_data(callback, convertObjToData(obj));

有三种方法：错误（容易），受限（中等）和正确（困难）。

错误（容易）方法：

将指针传递到Go结构体中，然后在C中使用（与原始答案相同）。这是完全错误的，因为Go运行时可以移动结构体。通常，此操作是透明的（所有Go指针将自动更新）。但是指向该结构体的C内存中的指针不会被更新，当尝试使用它时，程序可能会崩溃/UB/...。 不要使用这种方式。

受限（中等）方式：

类似于上一个方法，但使用在C内存中分配的Go结构体：

Obj = (*T)(C.calloc(C.size_t(unsafe.Sizeof(T{}))))

在这种情况下，由于Obj在C内存中，因此Go运行时无法移动它。但是，如果Obj具有指向Go内存的指针（带有*变量的字段、映射、切片、通道、函数指针等），那么这也可能导致崩溃/UB/... 这是因为：

1. 如果没有（其他）指向相同变量（内存）的Go指针，则Go运行时认为该内存空闲并可以重用， 2. 或者，如果存在指向同一变量（内存）的其他Go指针，则Go可以将此变量移动到内存中。

因此，仅当结构体没有指向Go内存的指针时使用此方法。通常，这意味着结构体仅包含原始字段（int、float、bool）。

正确（且困难）的方法：

为类型T的每个对象分配一个ID（例如整数类型），并将此ID传递给C。在导出的回调中，您应将ID转换回对象。这是无限制的正确方式，因此始终可以使用此方式。但是，这种方式需要维护一些数组/切片/映射以在对象和ID之间进行转换。此外，此转换可能需要某些同步以实现线程安全（因此请参见sync.Mutex和sync.RWMutex）。

原始答案：不是最佳答案，也有限制，但没有其他建议。在我的情况下，我可以将附加数据传递给register_callback。这些数据将在每次调用时传递回callback。因此，我将unsafe.Pointer(Obj)作为数据传递，并使用网关函数：

//export callback
func callback(data SomeType1C, additionalData unsafe.Pointer){
    obj := (*T)(additionalData) // Get original Obj (pointer to instance of T)
    dataGo := *(*SomeType1)(unsafe.Pointer(&data)) // Cast data from C to Go type
    obj.M(dataGo)
}

然后像这样注册它:

register_callback_with_data(callback, unsafe.Pointer(Obj));

备注：但是我还是想知道如何在一般情况下更好地做到这一点（不需要额外的数据）。