1. 15.2 — 非类型安全操作

unsafe库徘徊在“类型安全”边缘,由于它们绕过了 Golang 的内存安全原则,一般被认为使用该库是不安全的。但是,在许多情况下,unsafe库的作用又是不可替代的,灵活地使用它们可以实现对内存的直接读写操作。在reflect库、syscall库以及其他许多需要操作内存的开源项目中都有对它的引用。

unsafe库源码极少,只有两个类型的定义和三个方法的声明。

1.1. Arbitrary 类型

官方导出这个类型只是出于完善文档的考虑,在其他的库和任何项目中都没有使用价值,除非程序员故意使用它。

1.2. Pointer 类型

这个类型比较重要,它是实现定位欲读写的内存的基础。官方文档对该类型有四个重要描述:

  • (1)任何类型的指针都可以被转化为 Pointer
  • (2)Pointer 可以被转化为任何类型的指针
  • (3)uintptr 可以被转化为 Pointer
  • (4)Pointer 可以被转化为 uintptr

举例来说,该类型可以这样使用:

    func main() {
        i := 100
        fmt.Println(i)  // 100
        p := (*int)unsafe.Pointer(&i)
        fmt.Println(*p) // 100
        *p = 0
        fmt.Println(i)  // 0
        fmt.Println(*p) // 0
    }

1.3. Sizeof 函数

该函数的定义如下:

func Sizeof(v ArbitraryType) uintptr

Sizeof 函数返回变量 v 占用的内存空间的字节数,该字节数不是按照变量 v 实际占用的内存计算,而是按照 v 的“ top level ”内存计算。比如,在 64 位系统中,如果变量 v 是 int 类型,会返回 16,因为 v 的“ top level ”内存就是它的值使用的内存;如果变量 v 是 string 类型,会返回 16,因为 v 的“ top level ”内存不是存放着实际的字符串,而是该字符串的地址;如果变量 v 是 slice 类型,会返回 24,这是因为 slice 的描述符就占了 24 个字节。

1.4. Offsetof 函数

该函数的定义如下:

func Offsetof(v ArbitraryType) uintptr

该函数返回由 v 所指示的某结构体中的字段在该结构体中的位置偏移字节数,注意,v 的表达方式必须是“ struct.filed ”形式。 举例说明,在 64 为系统中运行以下代码:

    type Datas struct{
        c0 byte
        c1 int
        c2 string
        c3 int
    }
    func main(){
        var d Datas
        fmt.Println(unsafe.Offset(d.c0))    // 0
        fmt.Println(unsafe.Offset(d.c1))    // 8
        fmt.Println(unsafe.Offset(d.c2))    // 16
        fmt.Println(unsafe.Offset(d.c3))    // 32
    }

如果知道的结构体的起始地址和字段的偏移值,就可以直接读写内存:

    d.c3 = 13
    p := unsafe.Pointer(&d)
    offset := unsafe.Offsetof(d.c3)
    q := (*int)(unsafe.Pointer(uintptr(p) + offset))
    fmt.Println(*q) // 13
    *p = 1013
    fmt.Println(d.c3)   // 1013

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