在 Go 應用程序中使用 C(++) 來提高性能

Question

幾天前我開始學習 Go 並學習了它的 CGO 和 gccgo 編譯器。 根據我的理解，這允許 Go 程序使用 Go 編譯器進行編譯，並使用 C 編譯器編譯 C 庫，並從 Go 程序內部引用這些庫。 這對我來說真的很有趣，因為這使我們能夠以很少的開銷從主程序中利用 C 的性能（如果需要）。

但是我不確定那有多少，所以我在這里問：

是否存在創建 C 庫只是為了在 Go 應用程序內部使用它的情況？ 或者這個特性只是為了促進現有 C 代碼的可重用性？

PS：我認為目前 CGO 不支持 C++，但這里有一篇文章，有人能夠使用 C 函數包裝 C++ 代碼並成功調用它們。

Answer 1

Cgo 相當慢，因為 Go 必須弄亂它的運行時和以某些方式調用 C 函數的調用約定。 唯一真正值得的地方是計算時間大大超過此成本的情況。 它類似於並行、分布式、GPU 等編程，盡管啟動成本略低。

匯編要好得多，因為你可以編寫使用 Go 調用約定的匯編，否則會像本地 Go 代碼一樣對待，但匯編的可移植性要差得多，更難閱讀，而且維護起來也更繁重。 事實上，Go 標准庫在 Plan 9 風格的匯編中編寫了一些math和big包。

Gonum是這兩者的一個例子。 它對一些可以通過這種方式更快完成的功能使用通用匯編，但它也利用了 blas 和 lapack 引擎。 它確實提供了Go-blas實現，但 C-blas（通常最終是 Fortran-blas）更快，並且對於大型矩陣計算，幾乎總是使離開 Go 的成本相形見絀。

通常，您希望盡可能避免使用 cgo。 僅當需要大量計算時間時才使用它，或者您需要與純 Go 中無法交互的事物進行交互，例如圖形或音頻驅動程序，或訪問 OpenCV 等公共庫。 即便如此，如果你真的關心性能，在可能的情況下實現某種“調用池”可能是值得的，你可以從 Go 端安排多個調用，並通過單個上下文切換到 C 來一次執行它們。

編輯：至於 C++，有一些重要的問題。 如果沒有幾個抽象層，就很難包裝某些庫（因為 cgo 無法正確處理包含的 C++ 頭文件）。 此外，帶有析構函數的 C++ 類不能真正按值返回，必須在堆上分配。 由於 Go 不允許資源的確定性終結，您必須提供一個函數來顯式釋放內存，並且 Go 用戶必須記住釋放資源。 （您可以在名為runtime.SetFinalizer的文檔中讀到一個函數，但我不能說我曾經見過任何人使用它，而且文檔本身帶有一堆警告）

諸如defer功能使這更易於管理，但它破壞了許多諸如 RAII 之類的東西，這些東西使現代 C++ 實踐更安全。

Answer 2

除非 C 庫在一次調用中完成大量工作，否則我不會僅僅為了性能而編寫 C 代碼。 我認為 cgo 僅用於與舊代碼交互。

原因是 cgo 開銷。 目前，對 cgo 函數的函數調用比對 Go 代碼的函數調用慢 50 到 100 倍。 cgo 函數調用的開銷令人震驚。