编程语言如何实现跨平台特性？

Question

这是一个更普遍的问题，自从Swift成为开放源码，linux端口缺乏功能以来，这个问题就一直困扰着我。

有许多跨平台的编程语言。让我们以Go为例。(很棒的) Go标准库有很多包。有些是基于原始数据类型的有用的结构和函数。但是其他的实现了I/O、联网、操作系统和同步。

这与Swift和LLVM编译器infastructure相比如何？

对于clang，我认为存在跨平台并发性，我们可以交叉编译。但对于Swift来说，Mac版本依赖于"Darwin.C“，而Linux版本依赖于"Glibc”，这是平台上的差异。这导致了一些笨拙的代码片段：

#if os(Linux)
import Glibc
#else
import Darwin.C
#endif

..。

#if os(Linux)
            let j = Int(random() % (count - i)))) + i
#else
            let j = Int(arc4random_uniform(UInt32(count - i))) + i
#endif

Swift/LLVM是否总是在编译器的前端处理这些特定于平台的特性，以便它们依赖于c库？或者他们会不会将它们作为编译器的一部分来实现？

我读到Go/Rust编译器本身就是用Go/Rust编写的。这让我相信编译器在每个操作系统上的实现方式是不同的，以实现并发性、网络化--独立于c库。

是真地吗？或者是某些编程语言更擅长隐藏它们的依赖关系？

Answer 1

这个问题可能会因为“过于宽泛”而结束。但是..。既然你用Go标记了它，我就用Go来回答它。

GoLang为每个平台都提供了一个编译器。Go运行时工具(go build等)是从相同的公共源代码/代码库中针对每个平台构建的。您可以看到1.6支持的所有平台：

https://github.com/golang/go/tree/release-branch.go1.6/src/runtime

(请注意_linux_amd64.go类型后缀。稍后会详细介绍这一点。)

现在，如何将代码编译到特定的平台？这就是每种语言在每种平台上都有自己的特定指令的地方(如果它是跨平台的语言)。在以前的Go (1.4和更早版本)中，运行时代码是用C编写的，带有特定于平台的C指令，类似于您已经回避的：

#if os(Linux)
import Glibc
#else
import Darwin.C
#endif

很丑陋..。嗯，Go实际上有一些干净的交叉编译C代码，使用上面的技巧更抽象和可管理。但是我以前的交叉编译的C代码，嗯，就是这么难看。

但是从Go 1.5开始，Go现在是用Go编写的。这意味着： Go运行时被用来将Go的源代码编译成Go运行时。这意味着Go语言使用它自己的平台特定指令来编译它自己的平台特定运行时。

Go如何指定平台

那么Go如何指定不同的特定于平台的代码呢？有两种不同的方式：

• build标记
• 文件后缀

每种情况都有起伏。As stated by Dave Cheney himself

通常，在构建标记或文件后缀之间进行选择时，当平台或体系结构与要包含的文件完全匹配时，应选择文件后缀。

mypkg_linux.go         // only builds on linux systems
mypkg_windows_amd64.go // only builds on windows 64bit platforms

相反，如果您的文件适用于多个平台或体系结构，或者您需要排除特定平台，则应使用构建标记。例如，

% grep '+build' $HOME/go/src/pkg/os/exec/lp_unix.go 
// +build darwin dragonfly freebsd linux netbsd openbsd

构建在所有类unix平台上。

% grep '+build' $HOME/go/src/pkg/os/types_notwin.go  // +build
!windows

可以在除Windows之外的所有平台上构建。

如何编写跨平台的Go代码

如果你正在寻找一个关于如何为跨平台编写Go代码的模式，这是我的模式。您的里程可能会有所不同。

我个人尝试坚持使用文件后缀，因为只需查看文件列表，就可以更容易地指出哪些文件支持哪些平台。

首先，从API的接口开始。如果只有一个目的，则使用Be sure to follow Go's naming convention。

shell.go

package cmd

// osshell is a global variable that is implement on a per-OS basis.
var osshell shell

// shell is the interface to an OS-agnostic shell to call commands.
type shell interface {
    // Exec executes the command with the system's configured osshell.
    Exec(command string) (string, error)
}

// Exec executes the command with the system's configured osshell.
func Exec(command string) (string, error) {
    return osshell.Exec(command)
}

因为我没有导出接口，所以我没有加'er‘后缀。嗯，现在我想起来了，我应该这么做的。:)

现在，实现一个调用sh的Unix版本

shell_unix.go

package cmd

import (
    "bytes"
    "os/exec"
)

func init() {
    osshell = &unixshell{}
}

type unixshell struct {
}

func (s *unixshell) Exec(command string) (string, error) {
    cmd := exec.Command("sh", "-c", command)
    var buf bytes.Buffer
    cmd.Stderr = &buf
    cmd.Stdout = &buf

    // assign return vars
    err := cmd.Run()
    out := buf.String()
    return out, err
}

当为Unix操作系统编译这个包时，它将使用这个后缀为_unix.go的文件。然后，当可执行文件实际运行时，将调用init()并将unixshell{}结构实现连接起来。

这一切结合在一起，允许您编写一个平台无关的程序来使用这个包，并访问像这样的shell命令：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "github.com/eduncan911/go/pkg/cmd"
)

func main() {

    output, err := cmd.Exec("echo 'Hello World!'")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        os.Exit(1)
    }

    fmt.Println(output)
}

现在运行它：

$ go get github.com/eduncan911/go/pkg/cmd
$ go run main.go
Hello World!

(免责声明，我只为该cmd实现了unix版本。下次我在Windows上测试它时，我会抛出一些powershell版本。)

GoLang的跨平台开发的简单性正是我转而选择Go的主要开发语言的原因，因为我有几个副项目，我希望成为跨平台的。