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golang は cgo を改善します

WBOY

リリース： 2023-05-19 09:10:08

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プログラムを開発するとき、基盤となるシステムライブラリを使用する必要がある場合がありますが、Go 言語の cgo メカニズムは C 言語を十分にサポートすることができ、これにより基盤となるシステムとの対話がある程度実現され、Go も実行されます。言語にはある程度のクロスプラットフォーム機能があります。ただし、cgo にはパフォーマンスの問題もあり、特に頻繁な呼び出しがパフォーマンスのボトルネックになりやすいため、cgo のパフォーマンスを向上させる方法は常に大きな関心事となっています。

Go 言語は、バージョン 1.5 以降、cgo のパフォーマンスを向上させ始めました。この記事では現在主流となっているcgoの改善方法とそのメリット・デメリットを紹介します。

1. go:linkname ディレクティブを使用します

go: linkname ディレクティブを使用すると、Cgo メカニズムを介して関数を呼び出すプロセスを回避して、Go 言語関数から C 言語関数を直接呼び出すことができます。この方法により、プログラムの実行効率がある程度向上します。特に C 言語の関数が頻繁に呼び出される場合、そのパフォーマンスは顕著です。

たとえば、hello という関数を実装する hello.c のソースファイルがあります。この関数を Golang コードで直接呼び出したいとします。これを実行できます (hello.c):

#include <stdio.h>
void hello() {
    printf("Hello World
");
}

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gohello という名前の関数を定義し、go:linkname ディレクティブを使用してそれを hello 関数 (goh.h) にバインドします。

package main

import "C"

//export gohello
func gohello() {
    //调用hello函数
    hello()
}

//go:linkname hello
func hello()

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このようにして、Golang プログラムを作成することに成功しました。 hello 関数を直接呼び出すことができるため、cgo を使用することによるパフォーマンスのオーバーヘッドを回避できます。

欠点: この方法はプログラムの効率を向上させることができますが、 go:linkname 命令を使用すると、Go 言語と C 言語のコードが高度に結合され、可読性が低下するため、コードの保守と管理には役立ちません。

2. システムコールライブラリを書き直す

C 言語のシステムコールライブラリは非常に大きく複雑なライブラリであることが多く、これらのライブラリを呼び出すオーバーヘッドは比較的大きくなります。したがって、システムコールライブラリを書き換えることは、cgo のパフォーマンスを向上させる有効な手段です。

たとえば、Go 言語の stdio ライブラリは、C 言語の stdio ライブラリをベースに実装されています。しかし、Go言語ではstdioライブラリで使用する関数が少ないため、無駄な関数を省いて簡略化することができます。

ファイルを開く場合を例に挙げると、stdio ライブラリの open file 関数の代わりに syscall ライブラリの Open 関数を使用できます。この方法では、cgo を使用して stdio ライブラリを呼び出すオーバーヘッドを回避できるため、プログラムの効率が向上します。

欠点: システムコールライブラリを書き直すには、基礎となる API と対応する C/C プログラミングの経験を完全に理解する必要があります。基礎となる API に詳しくない開発者にとって、この方法は実用的ではない可能性があります。

3. コード内で静的インライン関数を使用する

静的インライン関数は、C 言語のコンパイラ最適化オプションであり、関数の実行コードを関数呼び出しポイントに直接埋め込むことができます。関数呼び出しのオーバーヘッドを回避します。 Golang コードでは、このオプションは CGO_PREFIX_CFLAGS および CGO_PREFIX_LDFLAGS を通じて指定できます。

たとえば、hello という関数を実装するソースファイル hello.c があります。現時点では、Golang コードで CGO_PREFIX_CFLAGS と CGO_PREFIX_LDFLAGS を使用して、静的インライン最適化オプションを使用するようにコンパイラーに指示できます。

package main
/*
#cgo CFLAGS: -std=c99 -O2  -D _GNU_SOURCE
#cgo LDFLAGS:
#include <stdio.h>
static inline void  hello() {
    printf("hello from cgo inline function. 
");
}
*/
import "C"

func main(){
    C.hello()
}

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この方法により、関数呼び出しのコストが削減され、プログラムの実行効率が向上します。

欠点: この方法はインターフェイスがシンプルで使いやすいですが、機能が単純でコード量が少ない場合にのみ使用に適しています。この方法は、大規模なライブラリや複雑な基盤となる API が関与するシナリオには適していません。

概要:

cgo メカニズムは Go 言語のクロスプラットフォーム性に貢献していますが、Cgo の使用によるオーバーヘッドのため、プログラムのパフォーマンスを十分に改善できないことがよくあります。そのため、cgo のパフォーマンスの向上が Go 言語コミュニティで話題になっています。この記事では、読者が cgo を理解し、cgo をより良く使用できるように、主流の cgo 改善方法を紹介します。異なる改善方法には異なるシナリオが適しているため、開発者は実際のシナリオでのニーズに最も適したソリューションを選択する必要があります。

以上がgolang は cgo を改善しますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。