Foreign function interface

Una FFI ( Foreign Function Interface ) è un meccanismo mediante il quale un programma scritto in un linguaggio di programmazione può chiamare routine o fare uso di servizi scritti in un altro.

Etimologia del termine

Il termine deriva dalla specifica di Common Lisp, che fa esplicitamente riferimento alle funzionalità linguistiche per le chiamate tra lingue in quanto tali; il termine è usato anche ufficialmente dai linguaggi di programmazione Haskell e Python. Altre lingue usano un'altra terminologia: il linguaggio di programmazione Ada parla di " binding di linguaggio ", mentre Java fa riferimento al suo FFI come JNI ( Java Native Interface ) o JNA ( Java Native Access ). L'interfaccia per le funzioni estranee è diventata una terminologia generica per i meccanismi che forniscono tali servizi.

Operazione

La funzione primaria di un'interfaccia di funzione straniera è quella di accoppiare la semantica e chiamare convenzioni di un linguaggio di programmazione (la lingua ospite o la lingua che definisce la FFI), con la semantica e le convenzioni di un'altra (la lingua ospite ). Questo processo deve anche prendere in considerazione gli ambienti di runtime e/o le interfacce binarie delle applicazioni di entrambi. Questo può essere fatto in diversi modi:

Richiedere che le funzioni in lingua ospite che devono essere chiamate in linguaggio host siano specificate o implementate in un modo particolare; spesso usando una libreria di compatibilità di qualche tipo.
Utilizzo di uno strumento per "avvolgere" automaticamente le funzioni del linguaggio ospite con il codice della colla appropriato, che esegue qualsiasi traduzione necessaria.
Uso di librerie di wrapper
Limitazione del set di funzionalità della lingua host che possono essere utilizzate in più lingue. Ad esempio, le funzioni C ++ chiamate da C potrebbero non (in generale) includere parametri di riferimento o generare eccezioni.

Le FFI possono essere complicate dalle seguenti considerazioni:

Se una lingua supporta la garbage collection (GC) e l'altra no; bisogna fare attenzione che il codice lingua non GC non fa in modo che GC nell'altro fallisca. In JNI, ad esempio, il codice C che "tiene su" i riferimenti oggetto ricevuti da Java deve "registrare" questo fatto con Java runtime environment (JRE); altrimenti, Java può cancellare oggetti prima che C abbia finito con loro. (Il codice C deve anche rilasciare esplicitamente il suo link a qualsiasi oggetto di questo tipo, non appena non vi è più bisogno, di C, di quell'oggetto.)
Oggetti complicati o non banali o tipi di dati possono essere difficili da mappare da un ambiente all'altro.
Potrebbe non essere possibile per entrambe le lingue mantenere i riferimenti alla stessa istanza di un oggetto mutabile, a causa del problema di mappatura sopra riportato.
Una o entrambe le lingue potrebbero essere in esecuzione su una macchina virtuale (VM); inoltre, se entrambe lo sono, queste saranno probabilmente VM diverse.
L'ereditarietà cross-language e altre differenze, come tra sistemi di tipi o tra modelli di composizione di oggetti, possono essere particolarmente difficili.

Casi speciali

Ci sono alcuni casi speciali in cui le lingue vengono compilate nella stessa VM bytecode, come Clojure e Java, oltre a Elixir ed Erlang . Poiché non esiste un'interfaccia, non è un FFI, in senso stretto, mentre offre la stessa funzionalità all'utente.

Voci correlate