Golang 动态脚本调研详解

1. 背景

Golang 是由 Google 开发的一种编程语言，以其高效性和简单性而受到欢迎。在 Golang 中，可以使用内置的 go build 工具将 Golang 代码编译成二进制文件，然后在目标计算机上运行。然而，有时候我们希望在运行时动态地执行一些代码，而不是在编译时就生成二进制文件。这时，就需要用到动态脚本机制。

2. 动态脚本机制

在 Golang 中，动态脚本机制的实现是通过动态加载共享库的方式来实现的。可以使用 syscall 包中的 dlopen 和 dlsym 函数来加载共享库，并获取共享库中的函数和变量。然后，我们就可以在程序运行时通过函数指针的方式调用共享库中的函数，或者访问共享库中的变量。

动态脚本机制的使用有以下几个步骤：

1. 创建共享库，在共享库中实现需要动态执行的函数或变量
2. 将共享库编译成动态链接库（.so 文件）
3. 在 Golang 中使用 syscall 包中的 dlopen 函数加载动态链接库，并使用 dlsym 函数获取需要的函数或变量
4. 使用函数指针的方式调用共享库中的函数，或者访问共享库中的变量

3. 示例说明

示例 1：通过动态脚本执行 Lua 脚本

在本例中，我们将使用 Golang 中的动态脚本机制来执行 Lua 脚本。首先，我们需要安装 luajit 库。可以使用以下命令在 Ubuntu 上安装：

sudo apt-get install libluajit-5.1-dev

然后，我们创建一个 Lua 脚本，名为 example.lua，内容如下：

function add(a, b)
    return a + b
end

接下来，我们创建一个共享库，名为 example.so，该共享库中实现了 add 函数：

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lualib.h>

static int add(lua_State* L)
{
    int a = luaL_checknumber(L, 1);
    int b = luaL_checknumber(L, 2);
    lua_pushnumber(L, a + b);
    return 1;
}

int luaopen_example(lua_State* L)
{
    lua_register(L, "add", add);
    return 0;
}

在创建共享库时，需要链接 luajit 库，使用以下命令编译：

gcc -shared -o example.so -I /usr/include/luajit-2.0 example.c -lluajit-5.1

接下来，我们在 Golang 中使用 syscall 包来加载共享库，并执行 Lua 脚本。代码如下：

package main

import (
    "fmt"
    "syscall"
    "unsafe"
)

func main() {
    lib := syscall.MustLoadDLL("./example.so")
    add := lib.MustFindProc("add")
    lua := lib.MustFindProc("luaL_newstate")
    L, _, _ := syscall.Syscall(lua.Addr(), 0, 0, 0, 0)
    defer syscall.Syscall(lib.MustFindProc("lua_close").Addr(), 1, L, 0, 0)
    luaL_openlibs := lib.MustFindProc("luaL_openlibs")
    luaL_openlibs.Call(L)
    luaL_dostring := lib.MustFindProc("luaL_dostring")
    luaL_dostring.Call(L, uintptr(unsafe.Pointer(syscall.StringBytePtr(`
        function add(a, b)
            return add_func(a, b)
        end
        result = add(1, 2)
    `))), 0)
    result, _, _ := add.Call(L, 1, 2)
    fmt.Println(result, luaL_checknumber(L, -1))
}

在程序执行时，首先使用 syscall.MustLoadDll 函数加载共享库 example.so。然后，在共享库 example.so 中找到函数 add 和 luaL_newstate，并使用 syscall.Syscall 函数调用，获得 Lua 解释器 L。接着，初始化 Lua 解释器，执行 Lua 脚本 example.lua。最后，使用 add.Call 调用共享库中的 add 函数，计算得出结果。

示例 2：通过动态脚本执行 JavaScript 脚本

在本例中，我们将使用 Golang 中的动态脚本机制来执行 JavaScript 脚本。首先，我们需要安装 libv8-dev 库。可以使用以下命令在 Ubuntu 上安装：

sudo apt-get install libv8-dev

然后，我们创建一个 JavaScript 脚本，名为 example.js，内容如下：

function add(a, b) {
    return a + b;
}

接下来，我们创建一个共享库，名为 example.so，该共享库中实现了 add 函数：

#include <v8.h>
#include <stdio.h>

using namespace v8;

static void Add(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) {
  Isolate* isolate = args.GetIsolate();
  int a = args[0]->Int32Value(isolate->GetCurrentContext()).ToChecked();
  int b = args[1]->Int32Value(isolate->GetCurrentContext()).ToChecked();
  args.GetReturnValue().Set(Integer::New(isolate, a + b));
}

extern "C" void Init(Isolate* isolate) {
  Local<Context> context = Context::New(isolate);
  Context::Scope context_scope(context);
  Local<FunctionTemplate> tpl = FunctionTemplate::New(isolate, Add);
  Local<Function> fn = tpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
  context->Global()->Set(context, String::NewFromUtf8(isolate, "add").ToLocalChecked(), fn).ToChecked();
}

extern "C" void* create_isolate() {
    Isolate* isolate = Isolate::New();
    isolate->Enter();
    return static_cast<void*>(isolate);
}

extern "C" void release_isolate(void* isolate) {
    Isolate* i = static_cast<Isolate*>(isolate);
    i->Exit();
    i->Dispose();
}

extern "C" void execute_script(void* isolate, const char* source) {
    Isolate* i = static_cast<Isolate*>(isolate);
    HandleScope handle_scope(i);
    Local<Context> context = i->GetCurrentContext();
    Local<String> source_str = String::NewFromUtf8(i, source).ToLocalChecked();
    Local<Script> script = Script::Compile(context, source_str).ToLocalChecked();
    MaybeLocal<Value> result = script->Run(context);
}

在创建共享库时，需要链接 libv8.so 库，使用以下命令编译：

g++ -shared -o example.so -std=c++11 -I/usr/include/v8 example.cc /usr/lib/libv8.so

接下来，我们在 Golang 中使用 syscall 包来加载共享库，并执行 JavaScript 脚本。代码如下：

package main

import (
    "fmt"
    "syscall"
    "unsafe"
)

func main() {
    lib := syscall.MustLoadDLL("./example.so")
    create_isolate := lib.MustFindProc("create_isolate")
    isolate := create_isolate.Call()
    defer syscall.Syscall(lib.MustFindProc("release_isolate").Addr(), 1, isolate, 0, 0)
    execute_script := lib.MustFindProc("execute_script")
    execute_script.Call(isolate, uintptr(unsafe.Pointer(syscall.StringBytePtr(`
        function add(a, b) {
            return add_func(a, b);
        }
        result = add(1, 2);
    `))))
    result := make([]byte, 128)
    syscall.Syscall(lib.MustFindProc("v8_stringify").Addr(), 3, isolate, uintptr(unsafe.Pointer(&result[0])), uintptr(len(result)))
    fmt.Println(string(result))
}

在程序执行时，首先使用 syscall.MustLoadDll 函数加载共享库 example.so。然后，在共享库 example.so 中找到函数 create_isolate 和 execute_script，并使用 syscall.Syscall 函数调用，获得 V8 引擎的隔离上下文 isolate。接着，执行 JavaScript 脚本 example.js。最后，使用 syscall.Syscall 函数调用共享库中的 v8_stringify 函数，将结果转换为字符串并输出。