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在 iOS 和 Android 上运行 Go 代码

 新用户0175WbuX 2022-02-24

  在本教程中,我们将构建一个简单的 Go 包,您可以从 iOS 应用程序(Swift)和 Android 应用程序(Kotlin)运行该软件包。

  本教程不会使用go mobile[1] 框架。相反,它使用 Cgo 构建可导入到您的移动项目中的原始静态(iOS)和共享(Android) C 库(Go Mobile 框架在后台进行此操作)。

  在本教程中,我们将创建具有以下结构的简单 monorepo:

  .

  ├── android/

  ├── go/

  │ ├── cmd/

  │ │ └── libfoo/

  │ │ └── main.go

  │ ├── foo/

  │ │ └── foo.go

  │ ├── go.mod

  │ └── go.sum

  └── ios/

  $ mkdir -p android ios go/cmd/libfoo go/foo

  我们将从 Go 代码开始,稍后再返回创建 iOS 和 Android 项目。

  $ cd go

  $ go mod init rogchap/libfoo

  // go/foo/foo.go

  package foo

  // Reverse reverses the given string by each utf8 character

  func Reverse(in string) string {

  n := 0

  rune := make([]rune, len(in))

  for _, r := range in {

  rune[n] = r

  n++

  }

  rune = rune[0:n]

  for i := 0; i < n/2; i++ {

  rune[i], rune[n-1-i] = rune[n-1-i], rune[i]

  }

  return string(rune)

  }

  我们的foo程序包有一个函数Reverse,该函数具有单个字符串参数in和单个字符串输出。

  为了使我们的 C 库调用我们的foo包,我们需要导出所有要公开给 C 的函数,并带有特殊export注释。该包装器必须位于main包装中:

  // go/cmd/libfoo/main.go

  pacakge main

  import "C"

  // other imports should be seperate from the special Cgo import

  import (

  "rogchap/libfoo/foo"

  )

  //export reverse

  func reverse(in *C.char) *C.char {

  return C.CString(foo.Reverse(C.GoString(in)))

  }

  func main() {}

  我们正在使用特殊的 C.GoString()和C.CString()函数在 Go 字符串和 C 字符串之间进行转换。

  *注意:*我们要导出的函数不必是导出的 Go 函数(即以大写字母开头)。还要注意是空main函数;这对于 Go 代码进行编译是必需的,否则会出现 function main is undeclared in the main package错误。

  让我们通过使用 -buildmode 标志创建一个静态 C 库来测试我们的构建:

  go build -buildmode=c-archive -o foo.a ./cmd/libfoo

  这应该已经输出了 C 库:foo.a和头文件:foo.h。您应该在头文件的底部看到导出的函数:

  extern char* reverse(char* in);

  我们的目标是创建一个可以在 iOS 设备和 iOS 模拟器上使用的 Fat 二进制文件[2]。

  Go 标准库包含用于构建 iOS 的脚本:`$

  GOROOT/misc/ios/clangwrap.sh`[3],但是该脚本仅针对生成arm64,而x86_64iOS Simulator 也需要该脚本 。因此,我们将创建自己的clangwrap.sh:

  #!/bin/sh

  # go/clangwrap.sh

  SDK_PATH=`xcrun --sdk $SDK --show-sdk-path`

  CLANG=`xcrun --sdk $SDK --find clang`

  if [ "$GOARCH" == "amd64" ]; then

  CARCH="x86_64"

  elif [ "$GOARCH" == "arm64" ]; then

  CARCH="arm64"

  fi

  exec $CLANG -arch $CARCH -isysroot $SDK_PATH -mios-version-min=10.0 "$@"

  不要忘记让它可执行:

  chmod +x clangwrap.sh

  现在,我们可以为每种体系结构构建库,并使用该lipo工具(通过 Makefile)合并为 Fat 二进制文件:

  # go/Makefile

  ios-arm64:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=darwin \

  GOARCH=arm64 \

  SDK=iphoneos \

  CC=$(PWD)/clangwrap.sh \

  CGO_CFLAGS="-fembed-bitcode" \

  go build -buildmode=c-archive -tags ios -o $(IOS_OUT)/arm64.a ./cmd/libfoo

  ios-x86_64:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=darwin \

  GOARCH=amd64 \

  SDK=iphonesimulator \

  CC=$(PWD)/clangwrap.sh \

  go build -buildmode=c-archive -tags ios -o $(IOS_OUT)/x86_64.a ./cmd/libfoo

  ios: ios-arm64 ios-x86_64

  lipo $(IOS_OUT)/x86_64.a $(IOS_OUT)/arm64.a -create -output $(IOS_OUT)/foo.a

  cp $(IOS_OUT)/arm64.h $(IOS_OUT)/foo.h

  使用 XCode,我们可以创建一个简单的消费者社区单页应用程序。我将使用 Swift UI,但这与 UIKit 一样容易:

  // ios/foobar/ContentView.swift

  struct ContentView: View {

  @State private var txt: String = ""

  var body: some View {

  VStack{

  TextField("", text: $txt)

  .textFieldStyle(RoundedBorderTextFieldStyle())

  Button("Reverse"){

  // Reverse text here

  }

  Spacer()

  }

  .padding(.all, 15)

  }

  }

  在 Xcode 中,将新生成的foo.a 和 foo.h 拖进我们的项目。为了使我们的 Swift 代码与我们的库互操作,我们需要创建一个桥接头文件:

  // ios/foobar/foobar-Bridging-Header.h

  #import "foo.h"

  在 Xcode Build Settings 中,Swift Compiler - General 下,设置 Objective-C Bridging Header 为我们刚刚创建的文件:

  foobar/foobar-Bridging-Header.h。

  我们还需要设置 Library Search Paths 为包括我们生成的头文件 foo.h 的目录。(当您将文件拖放到项目中时,Xcode 可能已经为您完成了此操作)。

  现在我们可以从 Swift 调用函数,然后构建并运行:

  // ios/foobar/ContentView.swift

  Button("Reverse"){

  let str = reverse(UnsafeMutablePointer(mutating: (self.txt as NSString).utf8String))

  self.txt = String.init(cString: str!, encoding: .utf8)!

  // don't forget to release the memory to the C String

  str?.deallocate()

  }

  在 iOS 和 Android 上运行 Go 代码

  libfoo ios 应用程序

  使用 Android Studio,我们将创建一个新的 Android 项目。从 Project Templates 中选择 Native C++,这将创建一个带有 Empty Activity 的项目,该项目被配置为使用 Java Native Interface(JNI)。我们仍将选择 Kotlin 作为该项目的语言。

  创建一个简单的 Activity 后,加上 EditText 和,Button 两个控件,为应用创建基本功能:

  // android/app/src/main/java/com/rogchap/foobar/MainActivity.kt

  class MainActivity : AppCompatActivity() {

  override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {

  super.onCreate(savedInstanceState)

  setContentView(R.layout.activity_main)

  btn.setOnClickListener {

  txt.setText(reverse(txt.text.toString()))

  }

  }

  /**

  * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,

  * which is packaged with this application.

  */

  private external fun reverse(str: String): String

  companion object {

  // Used to load the 'native-lib' library on application startup.

  init {

  System.loadLibrary("native-lib")

  }

  }

  }

  我们创建了(并调用)一个外部函数 reverse,我们需要在 JNI (C++)实现:

  // android/app/src/main/cpp/native-lib.cpp

  extern "C" {

  jstring

  Java_com_rogchap_foobar_MainActivity_reverse(JNIEnv* env, jobject, jstring str) {

  // Reverse text here

  return str;

  }

  }

  JNI 代码必须遵循约定才能在本机 C++ 和 Kotlin(JVM)之间互操作。

  在许多版本的 Android 和 NDK 中,JNI 与外部库的工作方式已发生变化。当前(也是最简单的方法)是将输出的库放置到一个特殊的 jniLibs 文件夹中,该文件夹将复制到我们的最终 APK 文件中。

  与创建 Fat 二进制文件(就像我们在 iOS 中所做的那样)不同,我将每个体系结构放置在正确的文件夹中。同样,对于 JNI,约定很重要。

  // go/Makefile

  ANDROID_OUT=../android/app/src/main/jniLibs

  ANDROID_SDK=$(HOME)/Library/Android/sdk

  NDK_BIN=$(ANDROID_SDK)/ndk/21.0.6113669/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin

  android-armv7a:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=android \

  GOARCH=arm \

  GOARM=7 \

  CC=$(NDK_BIN)/armv7a-linux-androideabi21-clang \

  go build -buildmode=c-shared -o $(ANDROID_OUT)/armeabi-v7a/libfoo.so ./cmd/libfoo

  android-arm64:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=android \

  GOARCH=arm64 \

  CC=$(NDK_BIN)/aarch64-linux-android21-clang \

  go build -buildmode=c-shared -o $(ANDROID_OUT)/arm64-v8a/libfoo.so ./cmd/libfoo

  android-x86:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=android \

  GOARCH=386 \

  CC=$(NDK_BIN)/i686-linux-android21-clang \

  go build -buildmode=c-shared -o $(ANDROID_OUT)/x86/libfoo.so ./cmd/libfoo

  android-x86_64:

  CGO_ENABLED=1 \

  GOOS=android \

  GOARCH=amd64 \

  CC=$(NDK_BIN)/x86_64-linux-android21-clang \

  go build -buildmode=c-shared -o $(ANDROID_OUT)/x86_64/libfoo.so ./cmd/libfoo

  android: android-armv7a android-arm64 android-x86 android-x86_64

  注意确保为您的 Android SDK 和已下载的 NDK 版本设置正确的位置。

  make android 将我们需要的所有共享库构建到正确的文件夹中。现在,我们需要将库添加到 CMake:

  // android/app/src/main/cpp/CMakeLists.txt

  // ...

  add_library(lib_foo SHARED IMPORTED)

  set_property(TARGET lib_foo PROPERTY IMPORTED_NO_SONAME 1)

  set_target_properties(lib_foo PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}/libfoo.so)

  include_directories(${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}/)

  // ...

  target_link_libraries(native-lib lib_foo ${log-lib})

  我花了一段时间才弄清楚这些设置,再次命名很重要,因此使用库命名 lib_xxxx 并设置属性很重要,同时设置 IMPORTED_NO_SONAME 1,否则您的 apk 会在错误的位置查找你的库。

  现在,我们可以将 JN I 代码连接到 Go 库中,然后运行我们的应用程序:

  // android/app/src/main/cpp/native-lib.cpp

  #include "libfoo.h"

  extern "C" {

  jstring

  Java_com_rogchap_foobar_MainActivity_reverse(JNIEnv* env, jobject, jstring str) {

  const char* cstr = env->GetStringUTFChars(str, 0);

  char* cout = reverse(const_cast(cstr));

  jstring out = env->NewStringUTF(cout);

  env->ReleaseStringUTFChars(str, cstr);

  free(cout);

  return out;

  }

  }

  在 iOS 和 Android 上运行 Go 代码

  libfoo android应用

  Go 的优势之一就是它是跨平台的,这不仅意味着 Window,Mac 和 Linux,Go 还可以针对许多其他体系结构,包括 iOS 和 Android。现在,您可以在工具栏中找到另一个选项,以创建在服务器、移动应用程序甚至 Web(通过 Web 程序集)上运行的共享库。

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