使用Go語言開發iOS應用(Swift版)

dcty2502 8年前發布 | 24K 次閱讀 Swift Go語言 Apple Swift開發

使用Go語言開發iOS應用(Swift版)

本文加上讀者對Go語言和Swift語言都有一定了解, 但是對二者混合使用不了解的同學.

本教程是基于一個真實上架的iOS應用做的簡單的總結。

我們先看看運行效果：

背景

Go語言是Google公司于2010年開源的一個面向網絡服務和多并發環境的編程語言，特點是簡單。但是因為簡單，也就只能實現90%的性能，這是Go語言的最大優點，因為少即是多的道理不是每個人都能領悟的。

Swift是Apple公司于2014年發布的用來替代ObjectiveC的語言，主要面向iOS和OS X上的界面程序開發。當然用swift來開發服務器也是大家關注的一個領域，作者看好在不遠的將來Swift將逐步替代C++和Rust語言。

Go語言和Swift語言本來是風馬牛不相及的兩個語言，為何非一定要整到一起呢？原因很簡單，因為作者是一個Go粉，同時也算是半個Swift粉；想試水iOS開發，但是實在是受不了ObjectiveC的裹腳布語法。

補充下：本人雖然不喜歡ObjectiveC的語法，但是覺得ObjectiveC的runtime還是很強悍的。理論上，基于ObjectiveC的runtime，可以用任何流行的編程語言來開發iOS應用，RubyMotion就是一個例子。

其實，現在流行的絕大部分語言都有一個交集，就是c語言兼容的二進制接口。所以說，C++流行并不是C++多厲害，而是它選擇幾本無縫兼容了C語言的規范。

但是，完全兼容C語言的規范也有缺點，就是語言本身無法自由地發展，因為很多地方會受到C語言編程模型的限制。 C++和ObjectiveC是兩個比較有代表的例子。

所以說，Swift一出世就兼容C語言的二進制接口規范，同時抱緊了ObjectiveC的runtime大腿，而去自己確實有很大優秀的特性。

但是，我們這里暫時不關心Swift和ObjectiveC的混合編程，我們只關注作為ObjectiveC子集的C語言如何與Swift混合編程。

Swift調用C函數

Swift調用C函數的方法有多種：通過ObjectiveC橋接調用和直接調用。其實兩者的原理是一樣的，我個人跟喜歡選擇最直接也最暴力的直接調用C函數的方式。

比如有一個C函數:

#include <stdio.h>
void getInput(int output) {
    scanf("%i", output);
}
</code></pre> 
  
生成一個橋接的頭文件 xxx-Bridging-Header.h ，里面包含c函數規格說明：
 
  void getInput(int output);
</code></pre> 
  swift就可以直接使用了: 
  import Foundation
var output: CInt = 0
getInput(&output)
println(output)
</code></pre> 
  
如果不用橋接文件，可以在swift中聲明一個Swift函數，對應C函數: 
  @_silgen_name("getInput") func getInput_swift(query:UnsafePointer<CInt>)
 
  為了明確區分C函數和swift函數，我們將 getInput 重新聲明為 getInput_swift ，使用方法和前面一樣： 
  import Foundation
var output: CInt = 0
getInput_swift(&output)
println(output)
</code></pre> 
  
Swift中如何管理c返回的內存 
  Swift語言本身是自帶ARC的，用戶很少直接關注內存問題。但是C函數如果返回內存到Swift空間， Swift的ARC是無效的，需要手工釋放C內存。 
  假設我們自己用C語言實現了一個字符串克隆的函數: 
  char* MyStrDup(char* s) {
    return strdup(s);
}
 
  在swift中可以這樣使用： 
  @_silgen_name("MyStrDup")
func MyStrDup_swift(query:UnsafePointer<CChar>) -> UnsafeMutablePointer<CChar>
let p = MyStrDup_swift("hello swift-c!")
let s = String.fromCString(p)!
p.dealloc(1)
</code></pre> 
  
使用 String.fromCString(p)! 從C字符串構建一個swift字符串，然后手工調用 p.dealloc(1) 釋放c字符串內存空間。 
  函數調用和內存管理是跨語言編程中最重要的兩個基礎問題，目前已久初步可以工作了。 
  Go語言導出C靜態庫 
  Go語言提供了一個cgo的工具，用于Go語言和C語言交互。這是Go語言使用C語言的一個例子: 
  package main
//#include <stdio.h>
import "C"
func main() {
    C.puts(C.CString("abc"))
}
</code></pre> 
  
既然要交互，自然會涉及到C語言回調Go語言函數的情形。為此，cgo提供了一個 export 注釋命令， 用于生成Go語言函數對應的C語言函數: 
  //export MyStrDup
func MyStrDup(s *C.char) *C.char {
    return C.strdup(s)
}
 
  MyStrDup 指定的名字必須和Go函數名字一致，函數的參數最后是C語言支持的類型。 
  現在，我們就得到了用Go語言實現的 MyStrDup 函數，使用方法和前面的C語言實現的 MyStrDup 是一樣的。 
  和引用C語言函數庫遇到的問題一樣，我們如何在工程中引用這些C代碼或Go代碼實現的函數呢？ 
  答案還是來自C語言：將代碼構建為C靜態庫或者C動態庫，然后將靜態庫或動態庫導入Swift工程。 
  但是，對于iOS來說，構建C靜態庫或者C動態庫的過程要麻煩（使用xcode也只是隱藏了構建的具體步驟）。 
  因為，iOS涉及到多種CPU架構：模擬器的x86、4s的32位arm、5s以后的64位arm，64位arm中還有不同當版本... 
  這是C靜態庫或者C動態庫構建始終都要面對的問題。 
  交叉構建的參數 
  Go1.6之后增加了構建C靜態庫的支持，交叉編譯也非常簡單，只需要設置好 GOARCH 和 GOOS 就行。 
  因為，iOS的 GOOS 只有 Darwin 一種類型，我們只需要設置 GOARCH 就可以了。 
  要構建C靜態庫，我們需要將上面的 MyStrDup 實現放到一個 main 包中: 
  package main
//#include <string.h>
import "C"
func main() {
    //
}
//export MyStrDup
func MyStrDup(s C.char) C.char {
    return C.strdup(s)
}
</code></pre> 
  
main 包中的 main 函數不會被執行，但是 init 函數依然有效。 
  使用下面的命令就可以構建當前系統的c靜態庫： 
  go build -buildmode=c-archive
 
  要交叉編譯iOS可用的c靜態庫，我們需要先設置 GOARCH ，同時打開cgo特性（交叉編譯時，cgo默認是關閉的）。 
  下面是構建針對模擬器的x86/amd64類型的C靜態庫： 
  export CGO_ENABLED=1
export GOARCH=amd64
go build -buildmode=c-archive -o libmystrdup_amd64.a
</code></pre> 
  
我們使用 -o 參數指定了輸出的靜態庫文件名。構建命令同時還會生成一個頭文件（可能叫 libmystrdup_386.h ）， 我們沒有用到這個頭文件，直接刪除掉就可以。 
  下面是構建針對模擬器的x86/386類型的C靜態庫： 
  export CGO_ENABLED=1
export GOARCH=386
go build -buildmode=c-archive -o libmystrdup_386.a
</code></pre> 
  
在構建x86/386類型的C靜態庫時可能會有一些link錯誤，我們暫時先用以下方法回避。 
  創建一個 patch_386.go 文件： 
  // Copyright 2016 <chaishushan{AT}gmail.com>. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.
// 針對iOS模擬器link時缺少的函數
// 屬于臨時解決方案
package main
/*
include <stdio.h>
include <string.h>
include <stdlib.h>
include <time.h>
size_t fwrite$UNIX2003(const void a, size_t b, size_t c, FILE d) {
    return fwrite(a, b, c, d);
}
char* strerror$UNIX2003(int errnum) {
    return strerror(errnum);
}
time_t mktime$UNIX2003(struct tm  a) {
    return mktime(a);
}
double strtod$UNIX2003(const char  a, char ** b) {
    return strtod(a, b);
}
int setenv$UNIX2003(const char envname, const char envval, int overwrite) {
    return setenv(envname, envval, overwrite);
}
int unsetenv$UNIX2003(const char* name) {
    return unsetenv(name);
}
*/
import "C"
</code></pre> 
  
當然，還是會有一些警告出現，暫時忽略它們。 
  構建多cpu類型的靜態庫 
  然后，將C靜態庫加入到ios的xcode工程文件就可以了。 
  x86構建是比較簡單的，因為我們可以默認使用本地的構建命令。 但是，如果要構建arm的靜態庫，則需要先配置好構建環境。 
  我從Go代碼中扣出了一個 clangwrap.sh 腳本（好像是在 $GOROOT/misci/ios 目錄）: 
  #!/bin/sh
This uses the latest available iOS SDK, which is recommended.
To select a specific SDK, run 'xcodebuild -showsdks'
to see the available SDKs and replace iphoneos with one of them.
SDK=iphoneos
SDK_PATH=xcrun --sdk $SDK --show-sdk-path
export IPHONEOS_DEPLOYMENT_TARGET=7.0
cmd/cgo doesn't support llvm-gcc-4.2, so we have to use clang.
CLANG=xcrun --sdk $SDK --find clang
if [ "$GOARCH" == "arm" ]; then
    CLANGARCH="armv7"
elif [ "$GOARCH" == "arm64" ]; then
    CLANGARCH="arm64"
else
    echo "unknown GOARCH=$GOARCH" >&2
    exit 1
fi
exec $CLANG -arch $CLANGARCH -isysroot $SDK_PATH "$@"
</code></pre> 
  
里面比較重要的是 IPHONEOS_DEPLOYMENT_TARGET 環境變量，這里意思是目標最低支持ios7.0系統。 
  構建arm64環境的靜態庫： 
  export CGO_ENABLED=1
export GOARCH=arm64
export CC=$PWD/clangwrap.sh
export CXX=$PWD/clangwrap.sh
go build -buildmode=c-archive -o libmystrdup_arm64.a
</code></pre> 
  
構建armv7環境的靜態庫： 
  export CGO_ENABLED=1
export GOARCH=arm
export GOARM=7
export CC=$PWD/clangwrap.sh
export CXX=$PWD/clangwrap.sh
go build -buildmode=c-archive -o libmystrdup_armv7.a
</code></pre> 
  
然后我們用 lipo 命令將以上這些不同的靜態庫打包到一個靜態庫中： 
  lipo libmystrdup_386.a libmystrdup_adm64.a libmystrdup_arm64.a libmystrdup_armv7.a -create -output libmystrdup.a
 
  這樣的話，只要引入一個靜態庫就可以支持不同cpu類型的目標了。 
  總結 
  毛主席教導我們：要在戰爭中學習戰爭。 
  野雞醫院 這個app是作者第一個iOS應用，這篇教程也是在iOS開發過程逐步學習總結的結果。 
  完整的例子： 
   
   AppStore安裝: https://appsto.re/cn/QH8ocb.i 
   Swift工程: https://github.com/chai2010/ptyy/tree/master/ios-app/yjyy-swift 
   Go靜態庫工程: https://github.com/chai2010/ptyy/tree/master/cmd/yjyy 
   靜態庫構建腳本: https://github.com/chai2010/ptyy/tree/master/ios-app/yjyy-swift/vendor/gopkg 
   
  所有的代碼均可以免費獲取(BSD協議): https://github.com/chai2010/ptyy 
    
  來自： http://www.ituring.com.cn/article/215762


                    
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                         Swift Go語言 Apple Swift開發

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背景

Swift調用C函數

Swift中如何管理c返回的內存

Go語言導出C靜態庫

交叉構建的參數

include <stdio.h>

include <string.h>

include <stdlib.h>

include <time.h>

構建多cpu類型的靜態庫

This uses the latest available iOS SDK, which is recommended.

To select a specific SDK, run 'xcodebuild -showsdks'

to see the available SDKs and replace iphoneos with one of them.

cmd/cgo doesn't support llvm-gcc-4.2, so we have to use clang.

總結

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