C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案

2023-07-11 12:23:03 69

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。
gobuild-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：

//
//Createdbyw00526151on2020/11/5.
//

#include
#include
#include
#include"libgoloader.h"

/**
*构造GoString结构体对象
*@paramp
*@paramn
*@return
*/
GoStringbuildGoString(constchar*p,size_tn){
//typedefstruct{constchar*p;ptrdiff_tn;}_GoString_;
//typedef_GoString_GoString;
return{p,static_cast(n)};
}

intmain(){
std::cout<<"testsendstringtogoinC++"<
Go侧代码：
packagemain

import"C"
import(
"fmt"
"time"
)

funcprintInGo(p0string,p1string,p2string){
time.Sleep(10*time.Second)
fmt.Printf("ingofunction,p0:%ssize%d,p1:%ssize%d,p2:%ssize%d",p0,len(p0),p1,len(p1),p2,len(p2))
}

//exportLoadModule
funcLoadModule(namestring,versionstring,locationstring)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("ingoloadModule,firstparamis",name,"secondparamis",version,"thirdparamis",new3rdParam)
goprintInGo(name,version,new3rdParam);
return0
}


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
gobuild-olibgoloader.so-buildmode=c-shared.
程序执行结果：

testsendstringtogoinC++

   inC++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

   ingoloadModule,firstparamis/tmp/udsgateway-netconftemplateservicesecondparamis/tmp/udsgateway-netconftemplateservicethirdparamis/tmp/udsgateway-netconftemplateservice

   #在C++中，将指针指向的内容修改，或者删掉指针

   inC++changetmpStranddeletenewStrPtr,newtmpStr:0x7fffe1fb93f0,tmpStr:newstring,tmpStr.size:10

   #在Go中，参数1、参数2对应的Gostring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。

   ingofunction,p0:newstringeway-netconftemplateservicesize38,p1:       p��� netconftemplateservicesize38,p2:/tmp/udsgateway-netconftemplateservicesize38

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。


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C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案

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