了解外部函数接口（FFI）和语言绑定

Question

混合不同的编程语言一直以来我都不太明白。据this Wikipedia article，外国功能接口（或FFI）可以通过多种方式来完成：

1. 要求客人语言功能，这些功能是宿主语言调用指定或以一种特殊的方式来实现;经常使用某种兼容性库。
2. 使用工具自动“包装”客人语言功能与适当的胶水代码，执行任何必要的翻译。
3. 包装库的使用
4. 限制可以跨语言使用的一组主机语言功能。例如，从C调用的C++函数可能（通常）不包括引用参数或抛出异常。

我的问题：

1. 什么 第1，第2和第3的方式之间的区别是什么？看来 我都是把 的代码编译成 这个库的目标文件和头文件 ，然后调用语言为 。

2. One source it links说， 实现一个FFI可以 几种方式来完成：

   • 需要在目标语言调用的函数实现 特定的协议。
   • 实现一个包含给定的低语言函数的包装库，并用代码“包装”它以执行与高级语言约定的数据转换或从 高级语言约定中进行数据转换。
   • 需要本地声明使用高级功能子集（与低级语言兼容）的函数。

   我在想，如果在 联动源的第一种方式是相同维基百科 第一种方式？

   这个 源代表的第三种方式是什么意思？它对应于维基百科中的第四种方式吗？

3. 在 the same source，比较三种方式它列出的时候，似乎想说 填充 两种语言之间的差距的工作是逐步 从所谓的语言 给调用语言转向。我是 想知道如何理解？这种转变在维基百科的四种方式中也是如此吗？

4. 是Language binding和FFI 等效概念？他们如何 相关和不同？

   从一种编程语言 库或OS服务绑定在 语言提供服务的API 。

5. 我想知道在维基百科或源代码的引用中哪个方法属于哪个属性？

   • Common Object Request Broker Architecture (CORBA)
   • 在调用C++ C，通过在C中的extern “C” 声明++到 禁用名字改编。
   • 在Matlab调用C，由MATLAB Interface to Shared Libraries，即，首先通过通用C编译C代码共享库 编译器如gcc，然后 加载，调用从 的函数，并且通过MATLAB函数 的LoadLibrary卸载所述共享库 （），calllib（）和 unloadlibrary（）。
   • 调用在Matlab C，由Creating C/C++ Language MEX-Files
   • 用C调用Matlab，通过mcc compiler
   • 调用用Java C++，通过JNI，和中调用Java在C++中，也通过JNI
   • 在其他语言调用C/C++ ，使用SWIG
   • 在Python中调用C，由Ctypes module。
   • Cython
   • 调用在Python R，由RPy
   • Programming Language Bindings to OpenGL from various languages，例如Python，Fortran和爪哇
   • 绑定为一个C库，如Cairo，从各种语言， 如C++，Python的这样， Java中，Common Lisp的

感谢您的启示！最好的问候！

Answer 1

可能是一个具体的例子将有所帮助。让我们将主机语言作为Python，将客体语言作为C.这意味着Python将调用C函数。

1. 第一种选择是以特定方式编写C库。在Python的情况下，标准的方法是在其他条件下使用Py_Object *的第一个参数编写C函数。例如（from here）：

   static PyObject * 
   spam_system(PyObject *self, PyObject *args) 
   { 
       const char *command; 
       int sts; 
   
       if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command)) 
        return NULL; 
       sts = system(command); 
       return Py_BuildValue("i", sts); 
   } 
   

   是一个可从Python调用的C函数。为了这个工作，图书馆必须在考虑Python兼容性的情况下编写。

2. 如果您想使用现有的C库，则需要其他选项。一种是有一种工具可以生成适合宿主语言使用的格式的现有库。拿Swig可以用来绑定多种语言。给定一个现有的C库，您可以使用swig来有效生成C代码，该代码可以调用现有的库，同时符合Python约定。有关构建Python模块，请参阅the example。

3. 我们已经存在的C库的另一种选择是从运行时有效包装调用的Python库调用它，如ctypes。虽然在选项2编译是必要的，但现在不是这样。

另一件事是有很多选项（它们重叠）用于从另一种语言调用一种语言的函数。有FFI（据我所知，语言绑定相当于），通常是指在相同的过程（作为同一个可执行文件的一部分，可以这么说）在多种语言之间调用，并且存在进程间通信手段（本地和网络）。像CORBA和Web服务（SOAP或REST）和COM +和远程过程调用一般属于第二类，并不被视为FFI。事实上，他们大多不会在交流的任何一方规定任何特定的语言。我会松散地将它们作为IPC（进程间通信）选项，尽管这对于基于网络的APi（如CORBA和SOAP）来说是简化的。

有你的列表中去，我冒昧提出如下意见：

• 公共对象请求代理体系结构：IPC，不FFI
• 在调用C++ C，通过在C extern "C"声明++禁用名称修改。 ****
• 调用C在Matlab，通过MATLAB接口共享库选项3（ctypes的样）
• 调用在Matlab C，通过创建C/C++语言MEX-文件选项2（swig-等）
• 调用Matlab在C，通过MCC编译选项2（大口状）
• 调用C++在Java中，通过JNI，以及中调用Java在C++通过JNI 选项3（ctypes的样）
• 在其他语言中调用C/C++ S，使用SWIG 选项2（大口）在Python
• 调用C，通过ctypes的选项3（ctypes的）
• 用Cython 选项2（痛饮样）在Python
• 调用R，由RPY 选项3（ctypes的样）部分，另一部分关于数据交换（不FFI）

接下来的两个是不是在所有的外国功能接口，作为长期使用。 FFi是关于编程语言之间的交互，应该能够从一种语言向另一种语言提供任何库（具有适当的限制）。从一种语言访问的特定图书馆不是FFI制作的。

• 程序语言的结合，以各种语言
• 绑定C库OpenGL的各种语言