java - Java 和 Haskell 之间的通信

Question

我用谷歌搜索并得到一些答案，Java 和 Haskell 之间的通信可以通过 GCJNI(现在站点已关闭)和 LambdaVM 来完成。要使用 LambdaVM/GCJNI，我是否需要下载任何构建工具？我在哪里可以了解更多关于它们的信息，因为我在网上找不到太多资源？

我想开发一个在 Java 和 Haskell 之间进行通信的应用程序(我将从 Java 获取输入并将其传递给 Haskell 并在那里处理并将结果返回给 Java)。这就是我想要做的。请帮帮我...

Answer 1

Calling Haskell from C看起来很简单，因此也可以使用 JavaCPP 从 Java 轻松调用.例如，从示例代码 Safe.hs 中调用 fibonacci_hs() 函数:

{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}

module Safe where

import Foreign.C.Types

fibonacci :: Int -> Int
fibonacci n = fibs !! n
    where fibs = 0 : 1 : zipWith (+) fibs (tail fibs)

fibonacci_hs :: CInt -> CInt
fibonacci_hs = fromIntegral . fibonacci . fromIntegral

foreign export ccall fibonacci_hs :: CInt -> CInt

我们可以在 Java 中这样做:

import org.bytedeco.javacpp.*;
import org.bytedeco.javacpp.annotation.*;

@Platform(include={"<HsFFI.h>","Safe_stub.h"})
public class Safe {
    static { Loader.load(); }
    public static native void hs_init(int[] argc, @Cast("char***") @ByPtrPtr PointerPointer argv);
    public static native int fibonacci_hs(int i);
    public static void main(String[] args) {
        hs_init(null, null);
        int i = fibonacci_hs(42);
        System.out.println("Fibonacci: " + i);
    }
}

在Linux下，编译过程如下:

$ ghc -fPIC -dynamic -c -O Safe.hs
$ javac -cp javacpp.jar Safe.java
$ java -jar javacpp.jar -Dplatform.compiler=ghc -Dplatform.compiler.output="-optc-O3 -Wall Safe.o -dynamic -fPIC -shared -lstdc++ -lHSrts-ghc7.6.3 -o " -Dplatform.linkpath.prefix2="-optl -Wl,-rpath," Safe

并且程序正常运行，使用常用的java命令:

$ java -cp javacpp.jar:. Safe
Fibonacci: 267914296

---

编辑:我冒昧地对调用开销进行了一些微基准测试。用下面的C头文件Safe.h:

inline int fibonacci_c(int n) {
    return n < 2 ? n : fibonacci_c(n - 1) + fibonacci_c(n - 2);
}

以下 Java 类:

import org.bytedeco.javacpp.*;
import org.bytedeco.javacpp.annotation.*;

@Platform(include={"<HsFFI.h>","Safe_stub.h", "Safe.h"})
public class Safe {
    static { Loader.load(); }
    public static native void hs_init(int[] argc, @Cast("char***") @ByPtrPtr PointerPointer argv);
    public static native int fibonacci_hs(int i);
    public static native int fibonacci_c(int n);
    public static int fibonacci(int n) {
        return n < 2 ? n : fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
    }
    public static void main(String[] args) {
        hs_init(null, null);

        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            fibonacci_hs(0);
            fibonacci_c(0);
            fibonacci(0);
        }
        long t1 = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            fibonacci_hs(0);
        }
        long t2 = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            fibonacci_c(0);
        }
        long t3 = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            fibonacci(0);
        }
        long t4 = System.nanoTime();
        System.out.println("fibonacci_hs(0): " + (t2 - t1)/1000000 + " ns");
        System.out.println("fibonacci_c(0): "  + (t3 - t2)/1000000 + " ns");
        System.out.println("fibonacci(0): "    + (t4 - t3)/1000000 + " ns");
    }
}

使用 Intel Core i7-3632QM CPU @ 2.20GHz、Fedora 20 x86_64、GCC 4.8.3、GHC 7.6.3 和 OpenJDK 8 输出:

fibonacci_hs(0): 200 ns
fibonacci_c(0): 9 ns
fibonacci(0): 2 ns

平心而论，我应该提一下，调用 到 JVM 也是相当昂贵的......

---

更新:With recent changes to JavaCPP ，用户现在可以从 C/C++ 中按名称访问回调函数(指针)，从而可以轻松地从 Haskell 调用 JVM。例如，根据在 wiki page regarding Haskell's FFI 上找到的信息, 将以下代码放在 Main.hs 中:

{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}
module Main where

import Foreign.C -- get the C types
import Foreign.Ptr (Ptr,nullPtr)

-- impure function
foreign import ccall "JavaCPP_init" c_javacpp_init :: CInt -> Ptr (Ptr CString) -> IO ()
javacpp_init :: IO ()
javacpp_init = c_javacpp_init 0 nullPtr

-- pure function
foreign import ccall "fibonacci" c_fibonacci :: CInt -> CInt
fibonacci :: Int -> Int
fibonacci i = fromIntegral (c_fibonacci (fromIntegral i))

main = do
  javacpp_init
  print $ fibonacci 42

还有一个 fibonacci 函数以这种方式在 Java 中定义:

import org.bytedeco.javacpp.*;
import org.bytedeco.javacpp.annotation.*;

@Platform
public class Main {
    public static class Fibonacci extends FunctionPointer {
        public @Name("fibonacci") int call(int n) {
            return n < 2 ? n : call(n - 1) + call(n - 2);
        }
    }
}

我们可以在 Linux x86_64 下构建类似的东西:

$ javac -cp javacpp.jar Main.java
$ java -jar javacpp.jar Main -header
$ ghc --make Main.hs linux-x86_64/libjniMain.so

程序正确执行并给出以下输出:

$ ./Main
267914296