golang調用合約,golang自定義協議

本文目錄一覽：

• 1、如何在golang 中調用c的靜態庫或者動態庫
• 2、【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調度
• 3、一學就會，手把手教你用Go語言調用智能合約
• 4、golang調用DLL中的函數

如何在golang 中調用c的靜態庫或者動態庫

Cgo 使得Go程序能夠調用C代碼. cgo讀入一個用特別的格式寫的Go語言源文件, 輸出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go語言的程序包中.

舉例說明一下. 下面是一個Go語言包, 包含了兩個函數 — Random 和 Seed — 是C語言庫中random和srandom函數的馬甲.

package rand

/*

#include stdlib.h

*/ import “C” func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

我們來看一下這裡都有什麼內容. 開始是一個包的導入語句.

rand包導入了”C”包, 但你會發現在Go的標準庫里沒有這個包. 那是因為C是一個”偽包”, 一個為cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空間的一個引用.

rand 包包含4個到C包的引用: 調用 C.random和C.srandom, 類型轉換 C.uint(i)還有引用語句.

Random函數調用libc中的random函數, 然後回返結果. 在C中, random返回一個C類型的長整形值, cgo把它輪換為C.long. 這個值必需轉換成Go的類型, 才能在Go程序中使用. 使用一個常見的Go類型轉換:

func Random() int { return int(C.random()) }

這是一個等價的函數, 使用了一個臨時變量來進行類型轉換:

func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }

Seed函數則相反. 它接受一個Go語言的int類型, 轉換成C語言的unsigned int類型, 然後傳遞給C的srandom函數.

func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

需要注意的是, cgo中的unsigned int類型寫為C.uint; cgo的文檔中有完整的類型列表.

這個例子中還有一個細節我們沒有說到, 那就是導入語句上面的注釋.

/*

#include stdlib.h

*/ import “C”

Cgo可以識別這個注釋, 並在編譯C語言程序的時候將它當作一個頭文件來處理. 在這個例子中, 它只是一個include語句, 然而其實它可以是使用有效的C語言代碼. 這個注釋必需緊靠在import “C”這個語句的上面, 不能有空行, 就像是文檔注釋一樣.

Strings and things

與Go語言不同, C語言中沒有顯式的字符串類型. 字符串在C語言中是一個以0結尾的字符數組.

Go和C語言中的字符串轉換是通過C.CString, C.GoString,和C.GoStringN這些函數進行的. 這些轉換將得到字符串類型的一個副本.

下一個例子是實現一個Print函數, 它使用C標準庫中的fputs函數把一個字符串寫到標準輸出上:

package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import “C” import “unsafe” func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }

在C程序中進行的內存分配是不能被Go語言的內存管理器感知的. 當你使用C.CString創建一個C字符串時(或者其它類型的C語言內存分配), 你必需記得在使用完後用C.free來釋放它.

調用C.CString將返回一個指向字符數組開始處的指錯, 所以在函數退出前我們把它轉換成一個unsafe.Pointer(Go中與C的void 等價的東西), 使用C.free來釋放分配的內存. 一個慣用法是在分配內存後緊跟一個defer(特別是當這段代碼比較複雜的時候), 這樣我們就有了下面這個Print函數:

func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }

構建 cgo 包

如果你使用goinstall, 構建cgo包就比較容易了, 只要調用像平常一樣使用goinstall命令, 它就能自動識別這個特殊的import “C”, 然後自動使用cgo來編譯這些文件.

如果你想使用Go的Makefiles來構建, 那在CGOFILES變量中列出那些要用cgo處理的文件, 就像GOFILES變量包含一般的Go源文件一樣.

rand包的Makefile可以寫成下面這樣:

include $(GOROOT)/src/Make.inc

TARG=goblog/rand

CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg

然後輸入gomake開始構建.

更多 cgo 的資源

cgo的文檔中包含了關於C偽包的更多詳細的說明, 以及構建過程. Go代碼樹中的cgo的例子給出了更多更高級的用法.

一個簡單而又符合Go慣用法的基於cgo的包是Russ Cox寫的gosqlite. 而Go語言的網站上也列出了更多的的cgo包.

最後, 如果你對於cgo的內部是怎麼運作這個事情感到好奇的話, 去看看運行時包的cgocall.c文件的注釋吧.

【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調度

Goroutine調度是一個很複雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調度機制，想要對其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。

首先介紹一下GMP什麼意思：

G ———– goroutine: 即Go協程，每個go關鍵字都會創建一個協程。

M ———- thread內核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。

P ———– processor處理器，調度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調度的G。

Goroutine 調度器P和 OS 調度器是通過 M 結合起來的，每個 M 都代表了 1 個內核線程，OS 調度器負責把內核線程分配到 CPU 的核上執行

模型圖：

避免頻繁的創建、銷毀線程，而是對線程的復用。

1）work stealing機制

  當本線程無可運行的G時，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷毀線程。

2）hand off機制

  當本線程M0因為G0進行系統調用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉移給其他空閑的線程執行。進而某個空閑的M1獲取P，繼續執行P隊列中剩下的G。而M0由於陷入系統調用而進被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空閑，就可以保證充分利用CPU。M1的來源有可能是M的緩存池，也可能是新建的。當G0系統調用結束後，根據M0是否能獲取到P，將會將G0做不同的處理：

如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續執行G0。

如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調度。然後M0將進入緩存池睡眠。

如下圖

GOMAXPROCS設置P的數量，最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行

在Go中一個goroutine最多佔用CPU 10ms，防止其他goroutine被餓死。

具體可以去看另一篇文章

【Golang詳解】go語言調度機制 搶佔式調度

當創建一個新的G之後優先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列裡面，當M執行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。

協程經歷過程

我們創建一個協程 go func()經歷過程如下圖：

說明：

這裡有兩個存儲G的隊列，一個是局部調度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數組構成的環形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執行任務。

G只能運行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關係。M會從P的本地隊列彈出一個可執行狀態的G來執行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執行的G來執行；

一個M調度G執行的過程是一個循環機制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G

上面說到P的個數默認等於CPU核數，每個M必須持有一個P才可以執行G，一般情況下M的個數會略大於P的個數，這多出來的M將會在G產生系統調用時發揮作用。類似線程池，Go也提供一個M的池子，需要時從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時就再創建一個。

work-stealing調度算法：當M執行完了當前P的本地隊列隊列里的所有G後，P也不會就這麼在那躺屍啥都不幹，它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執行，如果全局隊列為空，它會隨機挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執行。

如果一切正常，調度器會以上述的那種方式順暢地運行，但這個世界沒這麼美好，總有意外發生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。

Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine：

用戶態阻塞/喚醒

當goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經用netpoller實現了goroutine網絡I/O阻塞不會導致M被阻塞，僅阻塞G，這裡僅僅是舉個栗子），對應的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態由_Gruning變為_Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取並執行下一個G，如果此時沒有可運行的G供M運行，那麼M將解綁P，並進入sleep狀態；當阻塞的G被另一端的G2喚醒時（比如channel的可讀/寫通知），G被標記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執行的 Goroutine。）， 然後再是P的本地隊列和全局隊列。

系統調用阻塞

當M執行某一個G時候如果發生了阻塞操作，M會阻塞，如果當前有一些G在執行，調度器會把這個線程M從P中摘除，然後再創建一個新的操作系統的線程(如果有空閑的線程可用就復用空閑線程)來服務於這個P。當M系統調用結束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執行，並放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那麼這個線程M變成休眠狀態， 加入到空閑線程中，然後這個G會被放入全局隊列中。

隊列輪轉

可見每個P維護着一個包含G的隊列，不考慮G進入系統調用或IO操作的情況下，P周期性的將G調度到M中執行，執行一小段時間，將上下文保存下來，然後將G放到隊列尾部，然後從隊列中重新取出一個G進行調度。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行並將其調度到M中執行，全局隊列中G的來源，主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行並將其調度到M中執行，全局隊列中G的來源，主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

M0

M0是啟動程序後的編號為0的主線程，這個M對應的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負責執行初始化操作和啟動第一個G，在之後M0就和其他的M一樣了

G0

G0是每次啟動一個M都會第一個創建的goroutine，G0僅用於負責調度G，G0不指向任何可執行的函數，每個M都會有一個自己的G0，在調度或系統調用時會使用G0的棧空間，全局變量的G0是M0的G0

一個G由於調度被中斷，此後如何恢復？

中斷的時候將寄存器里的棧信息，保存到自己的G對象裡面。當再次輪到自己執行時，將自己保存的棧信息複製到寄存器裡面，這樣就接着上次之後運行了。

我這裡只是根據自己的理解進行了簡單的介紹，想要詳細了解有關GMP的底層原理可以去看Go調度器 G-P-M 模型的設計者的文檔或直接看源碼

參考： ()

()

一學就會，手把手教你用Go語言調用智能合約

智能合約調用是實現一個 DApp 的關鍵，一個完整的 DApp 包括前端、後端、智能合約及區塊 鏈系統，智能合約的調用是連接區塊鏈與前後端的關鍵。

我們先來了解一下智能合約調用的基礎原理。智能合約運行在以太坊節點的 EVM 中。因此要 想調用合約必須要訪問某個節點。

以後端程序為例，後端服務若想連接節點有兩種可能，一種是雙 方在同一主機，此時後端連接節點可以採用 本地 IPC(Inter-Process Communication，進 程間通信)機制，也可以採用 RPC(Remote Procedure Call，遠程過程調用)機制;另 一種情況是雙方不在同一台主機，此時只能採用 RPC 機制進行通信。

提到 RPC， 讀者應該對 Geth 啟動參數有點印象，Geth 啟動時可以選擇開啟 RPC 服務，對應的 默認服務端口是 8545。。

接着，我們來了解一下智能合約運行的過程。

智能合約的運行過程是後端服務連接某節點，將 智能合約的調用(交易)發送給節點，節點在驗證了交易的合法性後進行全網廣播，被礦工打包到 區塊中代表此交易得到確認，至此交易才算完成。

就像數據庫一樣，每個區塊鏈平台都會提供主流 開發語言的 SDK(Software Development Kit，軟件開發工具包)，由於 Geth 本身就是用 Go 語言 編寫的，因此若想使用 Go 語言連接節點、發交易，直接在工程內導入 go-ethereum(Geth 源碼) 包就可以了，剩下的問題就是流程和 API 的事情了。

總結一下，智能合約被調用的兩個關鍵點是節點和 SDK。

由於 IPC 要求後端與節點必須在同一主機，所以很多時候開發者都會採用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也為開發者提供了 json- rpc 接口，本文就不展開討論了。

接下來介紹如何使用 Go 語言，藉助 go-ethereum 源碼庫來實現智能合約的調用。這是有固定 步驟的，我們先來說一下總體步驟，以下面的合約為例。

步驟 01:編譯合約，獲取合約 ABI(Application Binary Interface，應用二進制接口)。 單擊【ABI】按鈕拷貝合約 ABI 信息，將其粘貼到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 語言IDE 創建該文件，文件名可自定義，後綴最好使用 abi)。

最好能將 calldemo.abi 單獨保存在一個目錄下，輸入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，參 考效果如下:

步驟 02:獲得合約地址。注意要將合約部署到 Geth 節點。因此 Environment 選擇為 Web3 Provider。

在【Environment】選項框中選擇“Web3 Provider”，然後單擊【Deploy】按鈕。

部署後，獲得合約地址為:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步驟 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包內的可執行程序)編譯智能合約為 Go 代碼。abigen 工具的作用是將 abi 文件轉換為 Go 代碼，命令如下:

其中各參數的含義如下。 (1)abi:是指定傳入的 abi 文件。 (2)type:是指定輸出文件中的基本結構類型。 (3)pkg:指定輸出文件 package 名稱。 (4)out:指定輸出文件名。 執行後，將在代碼目錄下看到 funcdemo.go 文件，讀者可以打開該文件欣賞一下，注意不要修改它。

步驟 04:創建 main.go，填入如下代碼。 注意代碼中 HexToAddress 函數內要傳入該合約部署後的地址，此地址在步驟 01 中獲得。

步驟 04:設置 go mod，以便工程自動識別。

前面有所提及，若要使用 Go 語言調用智能合約，需要下載 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

該指令會自動將 go-ethereum 下載到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，這樣還算 不錯。不過，Go 語言自 1.11 版本後，增加了 module 管理工程的模式。只要設置好了 go mod，下載 依賴工程的事情就不必關心了。

接下來設置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在項目工程內，執行初始化，calldemo 可以自定義名稱。

步驟 05:運行代碼。執行代碼，將看到下面的效果，以及最終輸出的 2020。

上述輸出信息中，可以看到 Go 語言會自動下載依賴文件，這就是 go mod 的神奇之處。看到 2020，相信讀者也知道運行結果是正確的了。

golang調用DLL中的函數

在golang中加載dll並調用函數流程如下：

1.加載dll動態庫到內存 syscall.LoadLibrary

2.獲取函數地址 syscall.GetProcAddress

3.執行系統調用，傳入參數 syscall.Syscall6

一個系統消息框函數的調用示例：