Rust系统级核心功能库CoreFoundation-sys使用指南

概述

CoreFoundation-sys是Rust的一个系统级库，提供了与Apple Core Foundation框架的底层绑定。这个库主要用于需要与macOS、iOS等Apple平台底层系统API交互的场景。

主要功能

• 提供Core Foundation框架的原始绑定
• 跨平台系统API访问
• 基础数据类型和集合类型的交互
• 内存管理和对象生命周期控制

安装方法

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
core-foundation-sys = "0.8"

基本使用方法

1. 字符串处理

use core_foundation_sys::string::*;

unsafe {
    // 创建CFString
    let hello = CFStringCreateWithCString(
        std::ptr::null(), 
        "Hello, World!\0".as_ptr() as *const i8, 
        kCFStringEncodingUTF8
    );
    
    // 获取字符串长度
    let length = CFStringGetLength(hello);
    println!("String length: {}", length);
    
    // 释放CFString
    CFRelease(hello as *const _);
}

2. 数组处理

use core_foundation_sys::array::*;
use core_foundation_sys::base::*;

unsafe {
    // 创建CFArray
    let values = [1 as *const _, 2 as *const _, 3 as *const _];
    let array = CFArrayCreate(
        std::ptr::null(), 
        values.as_ptr(), 
        values.len() as CFIndex, 
        &kCFTypeArrayCallBacks
    );
    
    // 获取数组元素数量
    let count = CFArrayGetCount(array);
    println!("Array count: {}", count);
    
    // 释放CFArray
    CFRelease(array as *const _);
}

3. 字典处理

use core_foundation_sys::dictionary::*;
use core_foundation_sys::string::*;
use core_foundation_sys::number::*;
use core_foundation_sys::base::*;

unsafe {
    // 创建键和值
    let keys = [CFStringCreateWithCString(
        std::ptr::null(), 
        "name\0".as_ptr() as *const i8, 
        kCFStringEncodingUTF8
    )];
    
    let values = [CFNumberCreate(
        std::ptr::null(), 
        kCFNumberSInt32Type, 
        &42 as *const _ as *const _
    )];
    
    // 创建CFDictionary
    let dict = CFDictionaryCreate(
        std::ptr::null(), 
        keys.as_ptr() as *const _, 
        values.as_ptr() as *const _, 
        1, 
        &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, 
        &kCFTypeDictionaryValueCallBacks
    );
    
    // 释放资源
    CFRelease(keys[0] as *const _);
    CFRelease(values[0] as *const _);
    CFRelease(dict as *const _);
}

内存管理注意事项

CoreFoundation-sys使用手动内存管理，需要遵循Core Foundation的内存管理规则：

1. 创建函数（Create/Copy）返回的对象需要手动释放
2. 获取函数（Get）返回的对象通常不需要释放
3. 使用CFRetain和CFRelease管理引用计数

跨平台兼容性

虽然Core Foundation主要是Apple平台的框架，但CoreFoundation-sys在设计上考虑了跨平台兼容性。在非Apple平台上，某些功能可能不可用或表现不同。

高级用法

与Rust标准类型的转换

use core_foundation_sys::string::*;
use std::ffi::CString;

unsafe {
    let rust_str = "Hello from Rust";
    let c_str = CString::new(rust_str).unwrap();
    
    let cf_str = CFStringCreateWithCString(
        std::ptr::null(), 
        c_str.as_ptr(), 
        kCFStringEncodingUTF8
    );
    
    // 使用cf_str...
    
    CFRelease(cf_str as *const _);
}

错误处理

use core_foundation_sys::base::*;

unsafe {
    let result = some_core_foundation_function();
    if result.is_null() {
        // 处理错误
        panic!("Core Foundation function failed");
    }
    // 使用result...
    CFRelease(result as *const _);
}

完整示例

下面是一个整合了字符串、数组和字典处理的完整示例：

use core_foundation_sys::{
    array::*,
    base::*,
    dictionary::*,
    number::*,
    string::*,
};

fn main() {
    unsafe {
        // 1. 字符串处理示例
        let cf_str = CFStringCreateWithCString(
            std::ptr::null(),
            "Rust CoreFoundation示例\0".as_ptr() as *const i8,
            kCFStringEncodingUTF8,
        );
        let length = CFStringGetLength(cf_str);
        println!("字符串长度: {}", length);

        // 2. 数组处理示例
        let array_values = [cf_str as *const _, cf_str as *const _];
        let cf_array = CFArrayCreate(
            std::ptr::null(),
            array_values.as_ptr(),
            array_values.len() as CFIndex,
            &kCFTypeArrayCallBacks,
        );
        let array_count = CFArrayGetCount(cf_array);
        println!("数组元素数量: {}", array_count);

        // 3. 字典处理示例
        let keys = [CFStringCreateWithCString(
            std::ptr::null(),
            "language\0".as_ptr() as *const i8,
            kCFStringEncodingUTF8,
        )];
        let values = [cf_str as *const _];
        
        let cf_dict = CFDictionaryCreate(
            std::ptr::null(),
            keys.as_ptr() as *const _,
            values.as_ptr() as *const _,
            1,
            &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks,
            &kCFTypeDictionaryValueCallBacks,
        );
        
        // 释放所有资源
        CFRelease(keys[0] as *const _);
        CFRelease(cf_str as *const _);
        CFRelease(cf_array as *const _);
        CFRelease(cf_dict as *const _);
    }
}

总结

CoreFoundation-sys为Rust提供了与Apple系统底层API交互的能力，适合需要深度系统集成的应用开发。使用时需要注意内存管理和平台兼容性问题。