如何实现Python调用Golang代码详解

发布时间：2023/12/16

让我来为您详细讲解如何实现Python调用Golang代码的完整攻略。

什么是CGO

CGO（C语言GO语言混编）是Go语言提供的一种C语言和Go语言混编的接口，它可以帮助我们将C语言编写的代码与Go语言编写的代码串联起来，从而实现两种语言间的互操作。

Python调用Golang代码的流程

Python与Golang之间的调用过程相对比较复杂，需要以下几个步骤：

编写需要调用的Golang代码；
编译生成动态链接库（dll或so）；
使用ctypes或cffi模块实现Python对Golang动态链接库的调用。

下面我们将对每个步骤进行详细说明。

1. 编写需要调用的Golang代码

首先，我们需要编写需要被Python调用的Golang代码。这里我们以一个简单的示例为例，假设我们需要调用一个实现了斐波那契数列计算的Golang函数，代码如下：

package main

import "C"

//export fib
func fib(n int) int {
    if n < 2 {
        return n
    }
    return fib(n-1) + fib(n-2)
}

func main() {}

其中，我们使用了C.前缀声明了fib函数是为了使用C语言可见的外部名称，这样我们才能在Python中引用它。

在编写完毕之后，我们需要对其进行编译，生成动态链接库。

2. 编译生成动态链接库（dll或so）

接下来，我们需要使用go build命令来编译生成动态链接库，命令如下：

$ go build -o libfib.so -buildmode=c-shared fib.go

其中，-o参数用于指定编译生成的动态链接库文件名，-buildmode=c-shared参数用于指定编译生成的动态链接库类型为.so格式。

3. 使用ctypes或cffi模块实现Python对Golang动态链接库的调用

最后，我们需要使用ctypes或cffi模块来实现Python对Golang动态链接库的调用。

使用ctypes模块实现Python对Golang动态链接库的调用

使用ctypes模块实现Python对Golang动态链接库的调用相对较为简单，我们只需要在Python中使用ctypes库来加载Golang编译生成的动态链接库，然后通过调用其中的函数来完成相应的操作。

示例代码如下：

import ctypes

lib = ctypes.CDLL('./libfib.so')
lib.fib.argtypes = [ctypes.c_int]
lib.fib.restype = ctypes.c_int

print(lib.fib(10))

其中，ctypes.CDLL('./libfib.so')语句用于加载Golang编译生成的动态链接库，lib.fib.argtypes = [ctypes.c_int]语句用于声明fib函数的参数类型，lib.fib.restype = ctypes.c_int语句用于声明fib函数的返回值类型，然后我们就可以通过lib.fib(10)直接调用Golang中的fib函数了。

使用cffi模块实现Python对Golang动态链接库的调用

使用cffi模块实现Python对Golang动态链接库的调用相对较为复杂，但是效率比ctypes模块要高，因此在某些情况下可以考虑使用cffi模块。

示例代码如下：

from cffi import FFI

ffi = FFI()
lib = ffi.dlopen('./libfib.so')

ffi.cdef('int fib(int);')
print(lib.fib(10))

其中，ffi.dlopen('./libfib.so')用于加载编译生成的动态链接库文件，ffi.cdef('int fib(int);')用于声明Golang中的函数原型，然后我们就可以直接调用lib.fib(10)函数了。

示例说明

下面，我将分别通过ctypes和cffi模块，以Python调用Golang实现斐波那契数列计算的例子来说明以上的三个步骤。

示例一：使用ctypes模块调用Golang动态链接库实现斐波那契数列计算

首先，我们编写斐波那契数列计算的Golang代码，保存为./fib.go。

package main

import "C"

//export fib
func fib(n int) int {
    if n < 2 {
        return n
    }
    return fib(n-1) + fib(n-2)
}

func main() {}

然后，我们使用以下命令编译生成动态链接库文件./libfib.so：

$ go build -o libfib.so -buildmode=c-shared fib.go

最后，我们使用以下Python代码调用Golang动态链接库实现斐波那契数列计算：

import ctypes

lib = ctypes.CDLL('./libfib.so')
lib.fib.argtypes = [ctypes.c_int]
lib.fib.restype = ctypes.c_int

print(lib.fib(10))

输出结果为：

示例二：使用cffi模块调用Golang动态链接库实现斐波那契数列计算