简介
Rust FFI（Foreign Function Interface）允许你在 Rust 中调用其他语言编写的函数。这种功能使得 Rust 能够与 C 代码无缝集成，从而可以利用现有的 C 库或为其他语言提供接口。
FFI 的使用场景
- 调用 C 函数：许多现有的库都是用 C 编写的，通过 FFI 可以轻松地调用这些库。
- 与现有系统集成：在某些情况下，可能需要与现有的系统或硬件进行交互，这些系统通常通过 C API 提供接口。
- 性能优化：对于一些对性能要求极高的场景，可以将关键部分用 C 或 C++ 实现，然后通过 FFI 调用这些代码。
如何声明外部函数
C 语言中的函数声明
首先，你需要知道 C 语言中的函数声明。例如，一个简单的 C 函数如下：
// 声明一个计算两数之和的函数 int add(int a, int b);
Rust 中声明外部函数
在 Rust 中，可以通过 extern 关键字来声明外部函数。以下是如何在 Rust 中声明上述 C 函数的例子：
extern "C" {
// 声明外部函数，使用 "C" ABI（应用二进制接口）
fn add(a: i32, b: i32) -> i32;
}这里，extern "C" 表示该函数遵循 C 语言的 ABI 规则。这是为了确保 Rust 和 C 之间能够正确地传递参数和返回值。
调用外部函数
声明完外部函数后，就可以像调用普通 Rust 函数一样调用它们了。但是需要注意的是，由于外部函数不是由 Rust 编译器管理的，所以在调用之前需要确保该函数已经被加载到内存中。这通常通过动态链接库（DLL）或者静态链接库来实现。
动态链接库 (DLL)
假设有一个名为 example.dll 的动态链接库，其中包含了 add 函数，那么可以在 Rust 中这样调用它：
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-这里使用了 unsafe 块，因为直接调用外部函数是不安全的操作，可能会导致程序崩溃或产生未定义行为。
静态链接库
如果使用静态链接库，那么只需要在构建时指定库文件即可。Rust 编译器会自动处理链接过程。
定义外部函数
除了调用外部函数外，还可以定义 Rust 函数并让其对外部语言可见。这通常通过 #[no_mangle] 属性来实现，该属性告诉编译器不要修改函数名，以便外部语言可以找到它。
#[no_mangle]
pub extern "C" fn rust_add(a: i32, b: i32) -> i32 {
a + b
}这段代码定义了一个名为 rust_add 的函数，该函数可以被其他语言调用。
使用 FFI 的注意事项
- 安全性：由于 FFI 涉及到直接操作内存等底层操作，因此使用时要格外小心，避免造成内存泄漏或越界访问等问题。
- ABI 兼容性：不同语言之间的 ABI 可能有所不同，确保你的函数声明和调用方式符合目标语言的要求。
- 错误处理：外部函数调用失败时，可能不会抛出异常或错误码，因此需要仔细检查返回值和状态。
总结
本章介绍了 Rust 中如何使用 FFI 来调用 C 函数以及定义可供其他语言使用的 Rust 函数。虽然 FFI 提供了强大的功能，但也伴随着一定的风险。在实际项目中使用时，应充分考虑这些因素，并采取适当的措施来确保代码的安全性和可靠性。