go unsafe.Pointer 使用
事实上,在开源代码中我们会比较少看到 unsafe.Pointer
的运用, 但是在go源码中你会发现大量的 unsafe.Pointer
的使用痕迹!
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Go语言指针的限制
Go语言的指针 与 C语言的指针 不同,为了安全考虑Go指针做了很多限制:
- Go的指针不能进行数学运算,无法进行指针偏移
- 不同类型的指针不能进行相互转换
- 不同类型的指针不能使用 == 或 != 比较
- 不同类型的指针变量不能相互赋值
a := 2 b := 0.64 ap := &a bp := &b println(ap == nil) // 指针能与nil比较 println(ap == bp) // 编译报错,不同类型的指针不能使用 == 或 != 比较 ap = bp // 编译报错,不同类型的指针变量不能相互赋值 ap++ // 编译报错,Go 的指针不能进行数学运算
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Go语言的unsafe.Pointer
前面说了,Go指针是安全的,因为做了很多限制,当然Go也有不安全的指针,就是
unsafe.Pointer
。虽然官方并不建议大家使用,但是某些情况下
unsafe.Pointer
能让代码更高效,这也是为什么go源码大量使用unsafe.Pointer
的原因所在。官方文档对
unsafe.Pointer
的描述:Pointer represents a pointer to an arbitrary type. There are four special operations available for type Pointer that are not available for other types: A pointer value of any type can be converted to a Pointer. A Pointer can be converted to a pointer value of any type. A uintptr can be converted to a Pointer. A Pointer can be converted to a uintptr. 任何类型的指针都可以被转化为Pointer Pointer可以被转化为任何类型的指针 uintptr可以被转化为Pointer Pointer可以被转化为uintptr
可以看到
unsafe.Pointer
作为“桥梁”的作用,可以将使任意的类型T1、T2
间相互转换,同时也可以通过T -> unsafe.Pointer -> uintptr
进行偏移量运算。 -
如何使用unsafe.Pointer
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利用
unsafe.Pointer
将 T1的指针 转换为 T2的指针### 前提: T1的实际内存字节长度 >= T2的实际内存字节长度, 不然会导致T2的部分字节位丢失 v1 := int64(1) v2 := float64(1) fmt.Println(reflect.TypeOf(v1)) //int64 fmt.Println(reflect.TypeOf(v2)) //float64 fmt.Println(reflect.TypeOf(&v1)) //*int64 fmt.Println(reflect.TypeOf(&v2)) //*float64 p1 := &v1 p1 = (*int64)(unsafe.Pointer(&v2)) //使用unsafe.Pointer进行类型的转换 fmt.Println(reflect.TypeOf(p1)) // *int64 // float64(1) 的二进制为 "0011111111110000000000000000000000000000000000000000000000000000" // 由于是浮点数,内存中存储的二进制后几位不一定相同,因此 *p1 可能会不等于 "4607182418800018688" fmt.Println(*p1) // 4607182418800017408,
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使用
unsafe.Pointer
直接操作结构体内存# struct type Obj struct { _v1 int32 _v2 int64 } func (o *Obj) String() { fmt.Printf("v1: %d, v2: %d\n", o._v1, o._v2) } # mian() func main() { obj := &Obj{} v1P := (*int32)(unsafe.Pointer(obj)) *v1P = int32(12) v2P := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(obj)) + uintptr(unsafe.Sizeof(int64(0))))) *v2P = int64(18) obj.String() // v1: 12, v2: 18 }
事实上上面的写法是有问题的,他忽略了struct的内存对齐问题!
正确的写法应该是:# struct type Obj struct { _v1 int32 _v2 int64 _v3 uint8 } func (o *Obj) String() { fmt.Printf("v1: %d, v2: %d, v3: %d\n", o._v1, o._v2, o._v3) } # mian() func main() { obj := &Obj{} println(unsafe.Alignof(obj)) v1P := (*int32)(unsafe.Pointer(obj)) *v1P = int32(12) v2P := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(obj)) + unsafe.Alignof(obj))) *v2P = int64(18) v3P := (*uint8)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(obj)) + +unsafe.Alignof(obj) + unsafe.Alignof(obj))) *v3P = uint8(11) obj.String() }
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