Java 外部函数接口(interface) (FFI) 与 C++ 互操作？

Question

从 Java 18 开始，孵化的外部函数接口(interface)似乎没有处理 C++ 代码的好方法。我正在从事一个需要绑定(bind)到 C++ 的项目，我想知道如何避免在 C 中创建 thunk 库。

其中一个 C++ 类看起来像这样:

namespace library {

typedef uint8_t byte;

class CppClass {
 public:
  static oncstexpr const char* DefaultArgument = "default";

  CppClass(const std::string& argument = DefaultArgument);
  virtual ~CppClass();

  bool doStuff();

  bool handleData(std::vector<byte>* data);

 private:
  std::unique_ptr<InternalType> internalState;
};

}

我想创建一个类似于以下内容的 Java 类来反射(reflect)(省略错误检查):

public final class CppClass implements AutoCloseable {
    public static final String DefaultArgument = "default";

    private static final MethodHandle NEW;
    private static final MethodHandle FREE;
    private static final MethodHandle DO_STUFF;
    private static final MethodHandle HANDLE_DATA;

    static{
        var binder = Natives.getBinder();
        NEW = binder.bind("(manged constructor)", ValueLayout.ADDRESS, ValueLayout.ADDRESS);
        FREE = binder.bindVoid("(manged deconstructor)", ValueLayout.ADDRESS);
        DO_STUFF = binder.bind("(manged doStuff)", ValueLayout.JAVA_BYTE, ValueLayout.ValueLayout.ADDRESS);
        HANDLE_DATA = binder.bind("manged handleData)", ValueLayout.JAVA_BYTE, ValueLayout.ADDRESS, ValueLayout.ADDRESS, ValueLayout.JAVA_LONG);
    }

    private final MemorySegment pointer;

    public CppClass() {
        this(DefaultArgument);
    }

    public CppClass(String argument) {
        try(var scope = MemoryScope.newConfinedScope()) {
            var allocator = MemoryAllocator.nativeAllocator(scope);
            pointer = (MemoryAddress)NEW.invokeExact(
                allocator.allocateUtf8String(argument)
            );
        }
    }

    @Override
    public void close() {
        FREE.invokeExact(pointer);
    }

    public boolean doStuff() {
        return (byte)DO_STUFF.invokeExact(pointer) != 0;
    }

    public boolean handleData(MemorySegment segment) {
        return (byte)HANDLE_DATA.invokeEact(pointer, segment.address(), segment.byteSize()) != 0;
    }
}

Binder 看起来像这样:

public interface Binder {
    MethodHandle bind(String name, FunctionDescriptor desc);
    MethodHandle bind(String name, MemoryLayout result, MemoryLayout... args);
    MethodHandle bindVoid(String name, MemoryLayout... args);
}

我不确定其中哪些部分是正确的。我最大的实现问题是:

• 调用构造函数和析构函数的正确方法是什么？
• 调用方法的正确方法是什么？
• 处理标准类型(std::string、std::vector)的正确方法是什么
• C++ 编译器是在编译时添加默认参数值，还是生成多个方法？

Answer 1

所以一般的答案似乎是“只创建一个 shim 库”，因为 C++ ABI 更加流畅并且不受 Java 支持。

至于最后的答案:

• 你就像平常一样做，但使用 void* 指针
• 将 this 作为 void* 传入并将其视为不透明指针
• 在 shim 中自动处理，根据我收集的 std::string 制作拷贝并具有内部引用计数
• 默认参数在编译时处理