是否可以使用 FFI 或其他技巧从 Haskell(在 GHC 上)调用 Clojure 函数?在这里,我有兴趣保持在 GHC 的范围内(即不使用 Frege)。我也有兴趣将中心程序保留在 Haskell 中(这意味着 Clojure 函数应该从 Haskell 调用,反之亦然)。
如何做到这一点?
最佳答案
让我从广告开始 inline-java
只需编写调用 Clojure API 的 Java 代码,就可以轻松调用 Clojure。 。也就是说,由于我没有运行前沿的 GHC 8.0.2(并且有各种其他安装问题),所以我无法使用它。当(如果)我运行 inline-java
时,我将更新此解决方案。
下面的解决方案首先通过 JNI 在 Clojure API for Java 中创建 Java 方法的 C 接口(interface)。然后,它使用 Haskell FFI 支持调用该 C 接口(interface)。您可能需要根据 JDK 和 JRE 的安装位置调整库并包含文件路径。如果一切正常,您应该会看到 7
打印到标准输出。这是 Clojure 计算出的 3
加上 4
。
设置
下载Clojure 1.8.0 jar 如果你还没有的话。我们将使用Java Clojure API 。确保您已定义LD_LIBRARY_PATH
。在我使用的机器上,这意味着导出
export LD_LIBRARY_PATH="/usr/lib64/jvm/java/jre/lib/amd64/server/"
最后,这是一个使编译更容易的 makefile。您可能需要调整一些库并包含路径。
# makefile
all:
gcc -O -c \
-I /usr/lib64/jvm/java/include/ \
-I /usr/lib64/jvm/java/include/linux/ \
java.c
ghc -O2 -Wall \
-L/usr/lib64/jvm/java/jre/lib/amd64/server/ \
-ljvm \
clojure.hs \
java.o
run:
./clojure
clean:
rm -f java.o
rm -f clojure clojure.o clojure.hi
Clojure 函数的 C 接口(interface)
现在,我们将为我们需要的 JVM 和 Clojure 功能创建一个 C 接口(interface)。为此,我们将使用 JNI 。我选择公开一个相当有限的接口(interface):
create_vm
使用类路径上的 Clojure jar 初始化一个新的 JVM(如果您将 Clojure jar 放在同一文件夹之外的其他位置,请确保调整此设置)load_methods
查找我们需要的 Clojure 方法。值得庆幸的是Java Clojure API非常小,所以我们可以毫无困难地包装几乎所有的功能。我们还需要具有将数字或字符串等内容与其相应的 Clojure 表示形式相互转换的函数。我只对java.lang.Long
(这是 Clojure 的默认整数类型)执行此操作。readObj
包装clojure.java.api.Clojure.read
(使用 C 字符串)varObj
包装clojure.java.api.Clojure.var
的一个参数版本(带有 C 字符串)varObjQualified
包装clojure.java.api.Clojure.read
的两个参数版本(使用 C 字符串)longValue
将 Clojure long 转换为 C longnewLong
将 C long 转换为 Clojure longinvokeFn
分派(dispatch)到正确数量的clojure.lang.IFn.invoke
。在这里,我只是费心将其暴露到 arity 2,但没有什么可以阻止您进一步发展。
这是代码:
// java.c
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <jni.h>
// Uninitialized Java natural interface
JNIEnv *env;
JavaVM *jvm;
// JClass for Clojure
jclass clojure, ifn, longClass;
jmethodID readM, varM, varQualM, // defined on 'clojure.java.api.Clojure'
invoke[2], // defined on 'closure.lang.IFn'
longValueM, longC; // defined on 'java.lang.Long'
// Initialize the JVM with the Clojure JAR on classpath.
bool create_vm() {
// Configuration options for the JVM
JavaVMOption opts = {
.optionString = "-Djava.class.path=./clojure-1.8.0.jar",
};
JavaVMInitArgs args = {
.version = JNI_VERSION_1_6,
.nOptions = 1,
.options = &opts,
.ignoreUnrecognized = false,
};
// Make the VM
int rv = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &args);
if (rv < 0 || !env) {
printf("Unable to Launch JVM %d\n",rv);
return false;
}
return true;
}
// Lookup the classes and objects we need to interact with Clojure.
void load_methods() {
clojure = (*env)->FindClass(env, "clojure/java/api/Clojure");
readM = (*env)->GetStaticMethodID(env, clojure, "read", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Object;");
varM = (*env)->GetStaticMethodID(env, clojure, "var", "(Ljava/lang/Object;)Lclojure/lang/IFn;");
varQualM = (*env)->GetStaticMethodID(env, clojure, "var", "(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Lclojure/lang/IFn;");
ifn = (*env)->FindClass(env, "clojure/lang/IFn");
invoke[0] = (*env)->GetMethodID(env, ifn, "invoke", "()Ljava/lang/Object;");
invoke[1] = (*env)->GetMethodID(env, ifn, "invoke", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;");
invoke[2] = (*env)->GetMethodID(env, ifn, "invoke", "(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;");
// Obviously we could keep going here. The Clojure API has 'invoke' for up to 20 arguments...
longClass = (*env)->FindClass(env, "java/lang/Long");
longValueM = (*env)->GetMethodID(env, longClass, "longValue", "()J");
longC = (*env)->GetMethodID(env, longClass, "<init>", "(J)V");
}
// call the 'invoke' function of the right arity on 'IFn'.
jobject invokeFn(jobject obj, unsigned n, jobject *args) {
return (*env)->CallObjectMethodA(env, obj, invoke[n], (jvalue*)args);
}
// 'read' static method from 'Clojure' object.
jobject readObj(const char *cStr) {
jstring str = (*env)->NewStringUTF(env, cStr);
return (*env)->CallStaticObjectMethod(env, clojure, readM, str);
}
// 'var' static method from 'Clojure' object.
jobject varObj(const char* fnCStr) {
jstring fn = (*env)->NewStringUTF(env, fnCStr);
return (*env)->CallStaticObjectMethod(env, clojure, varM, fn);
}
// qualified 'var' static method from 'Clojure' object.
jobject varObjQualified(const char* nsCStr, const char* fnCStr) {
jstring ns = (*env)->NewStringUTF(env, nsCStr);
jstring fn = (*env)->NewStringUTF(env, fnCStr);
return (*env)->CallStaticObjectMethod(env, clojure, varQualM, ns, fn);
}
Haskell 与 C 函数的接口(interface)
最后,我们使用 Haskell 的 FFI 插入我们刚刚创建的 C 函数。这将编译为一个可执行文件,该可执行文件使用 Clojure 的 add 函数添加 3
和 4
。在这里,我失去了为 readObj
和 varObj
创建函数的动力(主要是因为我的示例不需要它们)。
-- clojure.hs
{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving, ForeignFunctionInterface #-}
import Foreign
import Foreign.C.Types
import Foreign.C.String
-- Clojure objects are just Java objects, and jsvalue is a union with size 64
-- bits. Since we are cutting corners, we might as well just derive 'Storable'
-- from something else that has the same size - 'CLong'.
newtype ClojureObject = ClojureObject CLong deriving (Storable)
foreign import ccall "load_methods" load_methods :: IO ()
foreign import ccall "create_vm" create_vm :: IO ()
foreign import ccall "invokeFn" invokeFn :: ClojureObject -> CUInt -> Ptr ClojureObject -> IO ClojureObject
-- foreign import ccall "readObj" readObj :: CString -> IO ClojureObject
-- foreign import ccall "varObj" varObj :: CString -> IO ClojureObject
foreign import ccall "varObjQualified" varObjQualified :: CString -> CString -> IO ClojureObject
foreign import ccall "newLong" newLong :: CLong -> ClojureObject
foreign import ccall "longValue" longValue :: ClojureObject -> CLong
-- | In order for anything to work, this needs to be called first.
loadClojure :: IO ()
loadClojure = create_vm *> load_methods
-- | Make a Clojure function call
invoke :: ClojureObject -> [ClojureObject] -> IO ClojureObject
invoke fn args = do
args' <- newArray args
let n = fromIntegral (length args)
invokeFn fn n args'
-- | Make a Clojure number from a Haskell one
long :: Int64 -> ClojureObject
long l = newLong (CLong l)
-- | Make a Haskell number from a Clojure one
unLong :: ClojureObject -> Int64
unLong cl = let CLong l = longValue cl in l
-- | Look up a var in Clojure based on the namespace and name
varQual :: String -> String -> IO ClojureObject
varQual ns fn = withCString ns (\nsCStr ->
withCString fn (\fnCStr -> varObjQualified nsCStr fnCStr))
main :: IO ()
main = do
loadClojure
putStrLn "Clojure loaded"
plus <- varQual "clojure.core" "+"
out <- invoke plus [long 3, long 4]
print $ unLong out -- prints "7" on my tests
尝试一下!
编译应该只是make all
并运行make run
。
限制
由于这只是概念证明,因此有很多问题需要修复:
- 对 Clojure 的所有原始类型进行正确转换
- 完成后关闭 JVM!
- 确保我们不会在任何地方引入内存泄漏(我们可能会使用
newArray
来实现这一点) - 在 Haskell 中正确表示 Clojure 对象
- 还有更多!
也就是说,它有效!
关于haskell - 从 Haskell 调用 Clojure 函数,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/40322749/