Ruby + C e C++ : Chamando o C e o C++ através do Ruby

Ruby é uma linguagem incrível e traz uma produtividade excelente, mas em alguns tipos de software que você for escrever com ele talvez surja a necessidade de otimizar a velocidade de alguns trechos (assim como em qualquer linguagem de alto nível).

Você pode fazer isso codando esses trechos em C ou C++ (ou usando bibliotecas prontas destas linguagens) e depois chamando estes códigos através do Ruby de uma forma bem fácil e transparante.

O Objetivo deste artigo é te mostrar exatamente como fazer isto sem dor de cabeça, então siga o passo a passo e aumente seus skills de Programador(a)!

Pré requisitos

Passo a Passo

Usando as Libs nativas do C

Neste exemplo nós vamos importar a função printf do C que permite a exibição de mensagens no console e depois vamos chama-la através do ruby.

1 – Para começar nós vamos instalar a gem ffi na nossa máquina rodando:

gem install ffi

1	gem install ffi

2 – Crie um arquivo chamando printf_c.rb.

3 – Importe nele o ffi colocando:

require 'ffi'

1	require 'ffi'

4 – Agora crie um module para encapsularmos nossa Lib:

module MyLib
  
end

module MyLib

end

5 – Dentro do module inclua as libs do c colocando:

  extend FFI::Library
  ffi_lib 'c'

1 2	extend FFI::Library ffi_lib 'c'

6 – Ainda dentro do module importe a função printf incluindo:

  attach_function :printf, [ :string ], :int

1	attach_function :printf, [ :string ], :int

a – :printf : se refere ao nome da função nativa do C

b – [ :string ] : se refere ao tipo de parâmetro recebido por está função

c – :int : se refere ao tipo de retorno da função

7 – Agora após o module inclua a chamada da função:

MyLib.printf 'Hello, World using libc!'

1	MyLib.printf 'Hello, World using libc!'

8 – Seu código final dever ser:

require 'ffi'

module MyLib
  extend FFI::Library
  ffi_lib 'c'
  attach_function :printf, [ :string ], :int
end

MyLib.printf 'Hello, World using libc!'

require 'ffi'

module MyLib

extend FFI::Library

ffi_lib 'c'

attach_function :printf, [ :string ], :int

end

MyLib.printf 'Hello, World using libc!'

9 – Salve e chame no console:

ruby printf_c.rb

1	ruby printf_c.rb

10 – O resultado:

11 – Pronto, você acaba de usar uma função nativa do C através do Ruby.

Criando e usando uma Lib em C

Agora vamos aprender como criar uma Lib usando C e depois vamos chama-la direto do nosso código Ruby.

1 – Crie um arquivo chamado mult.c, nele vamos implementar o processo de multiplicação.

2 – No arquivo criado coloque:

#include <string.h>

int mult(int a, int b) {
  int result = a * b;
  return result;
}

#include <string.h>

int mult(int a, int b) {

int result = a * b;

return result;

}

Basicamente nós criamos uma função que recebe dois parâmetros (a e b), depois criamos uma variável (result) para receber o resultado da multiplicação de a e b e por fim retornamos o valor.

3 – Para transformar este código em uma Lib executável vamos usar o GCC, rode no console:

gcc -c -fPIC mult.c -o mult.o
gcc -shared mult.o -o mult.so

1 2	gcc -c -fPIC mult.c -o mult.o gcc -shared mult.o -o mult.so

4 – O resultado deve ser um arquivo mult.o e um arquivo executável mult.so.

5 – Agora crie um arquivo chamado mult.rb para importarmos e usarmos o mult.so.

6 – No arquivo criado coloque:

require 'ffi'

module MyLib
  extend FFI::Library
  ffi_lib './mult.so'
  attach_function :mult, [:int, :int], :int
end

puts "Meu resultado: #{MyLib.mult 11,2}"

require 'ffi'

module MyLib

extend FFI::Library

ffi_lib './mult.so'

attach_function :mult, [:int, :int], :int

end

puts "Meu resultado: #{MyLib.mult 11,2}"

a – Importamos o ffi

b – Criamos o module para importar a Lib

c – Com o ffi_lib importamos a lib mult.so

d – Com o attach_function importamos a função mult criada e descrevemos seus parâmetros e retorno

e – Por fim, executamos a função de multiplicação passando dois números aleatórios para serem multiplicados (11, 2)

7 – Execute o código acima rodando no console:

ruby mult.rb

1	ruby mult.rb

8 – O resultado:

9 – Pronto, você acaba de criar uma Lib C e utiliza-la no Ruby o/

Conclusão

Utilizar módulos do C ou C++ no Ruby não é um desafio tão grande, embora algumas Libs possam ser mais desafiadores de se usar do que o exemplo simples que foi demonstrado.

Para você se aprofundar mais nesta integração eu recomendo que você leia com calma a documentação da gem ffi e veja outros exemplos clicando aqui.

Raramente você vai precisar otimizar trechos ruby usando C ou C++, mas quando precisar você já sabe que pode fazer isto com tranquilidade.

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Grande abraço,
Leonardo Scorza

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junho 12, 2020

Posts | Cursos

Leonardo Scorza

Programador Full Stack focado em Ruby On Rails, fundador e professor da startup de educação online para programadores OneBitCode. Sou entusiasta de todo o tipo de tecnologia, em especial tecnologias Open Source e quero facilitar a vida dos programadores através da criação de conteúdos educacionais de fácil e rápido entendimento.

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