Question

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（即不使用弗雷格）。我也有兴趣将中心程序保存在Haskell中（意味着应该从Haskell调用Clojure函数，反之亦然）。

怎么做？

Answer 1

让我首先宣传inline-java，通过编写调用Clojure API的Java代码，可以很容易地调用Clojure。也就是说，由于我没有运行GHC 8.0.2（并且有其他各种安装问题），我还没有能够使用它。当（如果）我inline-java运行时，我将更新此解决方案。

我的解决方案首先是通过JNI在Clojure API for Java中创建Java方法的C接口。然后，它调用C接口使用Haskell FFI支持。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，您应该看到7打印到stdout。这是由Clojure计算的3加4。

设置

如果您还没有，请下载Clojure 1.8.0 jar。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makefile，使编译更容易一些。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

C与Clojure函数的接口

现在，我们将为我们需要的JVM和Clojure功能创建一个C接口。为此，我们将使用JNI。我选择公开一个非常有限的界面：

create_vm使用类路径上的Clojure jar初始化一个新的JVM（如果你把Clojure jar放在同一个文件夹以外的地方，请确保调整它）
load_methods查找我们需要的Clojure方法。值得庆幸的是Java Clojure API非常小，所以我们几乎可以将所有函数包装在那里而不会有太大的困难。我们还需要具有将数字或字符串之类的东西转换为相应的Clojure表示形式的函数。我只对java.lang.Long（这是Clojure的默认整数类型）执行此操作。
- readObj包裹clojure.java.api.Clojure.read（使用C字符串）
- varObj包含clojure.java.api.Clojure.var的一个arg版本（带有C字符串）
- varObjQualified包含clojure.java.api.Clojure.read的两个arg版本（带有C字符串）
- longValue将Clojure转换为C long
- newLong将C long转换为Clojure long
- invokeFn发送给正确的clojure.lang.IFn.invoke。在这里，我只是懒得把它暴露给arity 2，但没有什么能阻止你走得更远。

以下是代码：

// 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

最后，我们使用Haskell的FFI插入我们刚刚制作的C函数。这将编译为使用Clojure的add函数添加3和4的可执行文件。在这里，我失去了为readObj和varObj制作函数的动机（主要是因为我的例子并不需要它们）。

-- 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

试试吧！

编译应该只是make all并且正在运行make run。

限制

由于这只是一个概念证明，因此有很多事情需要修复：

适用于所有Clojure原始类型的转换
完成后拆除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）
在Haskell中正确表示Clojure对象
更多！

那说，它有效！

Answer 2

一种简单的方法是使用socket REPL或NRepl server启动您的Clojure流程。这启用了基于套接字的REPL，因此您可以使用套接字来调用Clojure函数。

从Haskell调用Clojure函数

2 个答案:

设置

C与Clojure函数的接口

Haskell与C函数的接口

试试吧！

限制