工作中遇到了Python性能跟不上的情况，就把其中核心计算较多的部分放到C语言中去处理，然后把结果返回到Python当中。（事后强烈建议：使用Golang来完成所有工作，或者核心部分放到Golang中，而不是C中）

在这个过程当中，遇到了一些未曾探索的领域。故此记录一下。

如何把C代码编译成.so共享库文件给Python使用

假设我们有一个sample.proto文件，使用protobuf的工具已经生成了Python和C使用的相对应的pb文件，这里编译so文件。假设我们的C代码文件名为：sourcefile.c

Bash 复制代码

gcc -c -fPIC sample.pb-c.c sample.pb-c.h sourcefile.c
gcc -shared -o a.so sample.pb-c.o sourcefile.o -L/usr/local/lib -lprotobuf-c

第一行，根据GPT的解释：

PlainText 复制代码

这条命令是使用gcc编译一组源文件，并生成一个位置无关的目标文件（.o文件）。让我们逐步解释每个选项的含义：
-c：这个选项告诉gcc只进行编译而不进行链接。它将源文件编译为目标文件，生成.o文件。
-fPIC：这个选项指示gcc生成位置无关代码（Position Independent Code）。这是为了支持动态链接库（共享库）的需求，因为共享库可以在内存中的任何位置加载。
sample.pb-c.c：这是一个源文件的名称，它包含了Protocol Buffers编译器生成的C语言代码。
sample.pb-c.h：这是一个头文件的名称，它包含了Protocol Buffers编译器生成的C语言代码的声明。
sourcefile.c：这是另一个源文件的名称，它可能包含了使用Protocol Buffers库的自定义代码。

第二行，根据GPT的解释：

SQL 复制代码

这条命令是使用gcc将多个目标文件链接为一个共享库（shared library）。让我们逐步解释每个选项的含义：
-shared：这个选项告诉gcc生成一个共享库而不是可执行文件。
-o a.so：这个选项指定生成的共享库的输出文件名为a.so。.so是共享库文件的常见扩展名。
sample.pb-c.o：这是一个目标文件的名称，它包含了Protocol Buffers编译器生成的C语言代码的实现部分。
sourcefile.o：这是另一个目标文件的名称，它可能包含了使用Protocol Buffers库的自定义代码的实现部分。
-L/usr/local/lib：这个选项指定了链接器在搜索库文件时要查找的路径。/usr/local/lib是一个常见的库文件安装路径。
-lprotobuf-c：这个选项告诉链接器要链接名为libprotobuf-c的库。-l选项用于指定要链接的库的名称。
综上所述，这条命令的作用是将sample.pb-c.o和sourcefile.o这两个目标文件链接为一个共享库，并命名为a.so。链接器会使用libprotobuf-c库来解析符号引用，以便在运行时正确地链接和加载共享库。

这样就生成了一个a.so文件，接下来在Python中使用它

Python中使用so文件

需要注意函数名和参数类型的使用，Python代码当中要指定C的函数入参类型，与C代码的函数入参一一对应，函数名也需要对应上

函数如果有复杂的返回类型，也需要注意类型当中要一一对应，比如，返回的结构体其中的某个属性是一个数组，那这个数组的长度也需要保持一致（如果不一致，会出现很多意想不到的结果，其实也不多，就是一个结果：空）

比如这里的a是一个数组，长度是MAX_CNT，如果两边的MAX_CNT不相等，那么Python当中拿到的结果将全是空。

传递protobuf序列化之后的内容

在C代码中处理由Python传来的proto序列化之后的内容，需要用到protobuf自带的__unpack()函数，这个函数的第一个入参是一个ProtobufCAllocator，也允许传入NULL，但是不建议这么写，下面是一个例子

C 复制代码

typedef struct {
    ProtobufCAllocator base;  // ProtobufCAllocator作为结构体的第一个成员
    // 自定义的其他成员
} MyProtobufCAllocator;

// 自定义的内存分配函数
static void* my_alloc(void* allocator_data, size_t size) {
    MyProtobufCAllocator* allocator = (MyProtobufCAllocator*)allocator_data;
    return malloc(size);
}

// 自定义的内存释放函数
static void my_free(void* allocator_data, void* data) {
    MyProtobufCAllocator* allocator = (MyProtobufCAllocator*)allocator_data;
    free(data);
}

// 创建自定义的ProtobufCAllocator
static ProtobufCAllocator* create_my_allocator() {
    MyProtobufCAllocator* allocator = (MyProtobufCAllocator*)malloc(sizeof(MyProtobufCAllocator));
    allocator->base.alloc = my_alloc;
    allocator->base.free = my_free;
    // 初始化其他自定义成员
    return (ProtobufCAllocator*)allocator;
}

// 销毁自定义的ProtobufCAllocator
static void destroy_my_allocator(ProtobufCAllocator* allocator) {
    MyProtobufCAllocator* my_allocator = (MyProtobufCAllocator*)allocator;
    // 清理自定义成员
    free(my_allocator);
}

使用的时候如下：