C++调用Go方法的字符串传递问题及解决方案

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。

go build -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

// // Created by w00526151 on 2020/11/5. // #include <string> #include <iostream> #include <unistd.h> #include "libgoloader.h" /** * 构造GoString结构体对象 * @param p * @param n * @return */ GoString buildGoString(const char* p, size_t n){ //typedef struct { const char *p; ptrdiff_t n; } _GoString_; //typedef _GoString_ GoString; return {p, static_cast<ptrdiff_t>(n)}; } int main(){ std::cout<<"test send string to go in C++"<<std::endl; std::string tmpStr = "/tmp/udsgateway-netconftemplateservice"; printf("in C++ tmpStr: %p, tmpStr: %s, tmpStr.size:%lu \r\n", tmpStr.c_str(), tmpStr.c_str(), tmpStr.size()); { //通过new新申请一段内存做字符串拷贝 char *newStrPtr = NULL; int newStrSize = tmpStr.size(); newStrPtr = new char[newStrSize]; tmpStr.copy(newStrPtr, newStrSize, 0); //调用Go方法,第一个参数直接传std::string的c_str指针和大小,第二个参数传在C++中单独申请的内存并拷贝的字符串指针,第三个参数和第一个一样,但是在go代码中做内存拷贝保存。 //调用Go方法后,通过赋值修改std::string的值内容,等待Go中新起的线程10s后再将三个参数值打印出来。 LoadModule(buildGoString(tmpStr.c_str(), tmpStr.size()), buildGoString(newStrPtr, newStrSize), buildGoString(tmpStr.c_str(),tmpStr.size())); //修改tmpStr的值,tmpStr.c_str()得到的指针指向内容会变化,tmpStr.size()的值也会变化,Go中第一个参数也会受到影响,前几位会变成新字符串内容。 //由于在Go中int是值拷贝,所以在Go中,第一个参数的长度没有变化,因此实际在Go中已经出现内存越界访问,可能产生Coredump。 tmpStr = "new string"; printf("in C++ change tmpStr and delete newStrPtr, new tmpStr: %p, tmpStr: %s, tmpStr.size:%lu \r\n", tmpStr.c_str(), tmpStr.c_str(), tmpStr.size()); //释放新申请的newStrPtr指针,Go中对应第二个string变量内存也会受到影响,产生乱码。 // 实际在Go中,已经在访问一段在C++中已经释放的内存,属于野指针访问,可能产生Coredump。 delete newStrPtr; } pause(); }

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