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关于php:详解-Go-团队不建议用的-unsafePointer

jiezi

大家好，我是煎鱼。

大家在学习 Go 的时候，必定都学过“Go 的指针是不反对指针运算和转换”这个知识点。为什么呢？

首先，Go 是一门动态语言，所有的变量都必须为标量类型。不同的类型不可能进行赋值、计算等跨类型的操作。

那么指针也对应着绝对的类型，也在 Compile 的动态类型查看的范畴内。同时动态语言，也称为强类型。也就是一旦定义了，就不能再扭转它。

谬误的示例

func main(){
 num := 5
 numPointer := &num

 flnum := (*float32)(numPointer)
 fmt.Println(flnum)
}

输入后果：

# command-line-arguments
...: cannot convert numPointer (type *int) to type *float32

在示例中，咱们创立了一个 num 变量，值为 5，类型为 int，筹备干一番小事。

接下来咱们取了其对于的指针地址后，试图强制转换为 *float32，后果失败 …

万能的破壁 unsafe

针对刚刚的“谬误示例”，咱们能够采纳明天的男主角 unsafe 规范库来解决。它是一个神奇的包，在官网的诠释中，有如下概述：

  • 围绕 Go 程序内存平安及类型的操作。
  • 很可能会是不可移植的。
  • 不受 Go 1 兼容性指南的爱护。

简略来讲就是，不怎么举荐你应用，因为它是 unsafe（不平安的）。

然而在非凡的场景下，应用了它，能够突破 Go 的类型和内存平安机制，让你取得眼前一亮的惊喜成果。

unsafe.Pointer

为了解决这个问题，须要用到 unsafe.Pointer。它示意任意类型且可寻址的指针值，能够在不同的指针类型之间进行转换（相似 C 语言的 void * 的用处）。

其蕴含四种外围操作：

  • 任何类型的指针值都能够转换为 Pointer。
  • Pointer 能够转换为任何类型的指针值。
  • uintptr 能够转换为 Pointer。
  • Pointer 能够转换为 uintptr。

在这一部分，重点看第一点、第二点。你再想想怎么批改“谬误的例子”让它运行起来？

批改如下：

func main(){
 num := 5
 numPointer := &num

 flnum := (*float32)(unsafe.Pointer(numPointer))
 fmt.Println(flnum)
}

输入后果：

0xc4200140b0

在上述代码中，咱们小加改变。通过 unsafe.Pointer 的个性对该指针变量进行了批改，就能够实现任意类型（*T）的指针转换。

须要留神的是，这时还无奈对变量进行操作或拜访，因为不晓得该指针地址指向的货色具体是什么类型。不晓得是什么类型，又如何进行解析呢？

无奈解析也就天然无奈对其变更了。

unsafe.Offsetof

在上大节中，咱们对一般的指针变量进行了批改。那么它是否能做更简单一点的事呢？

type Num struct{
 i string
 j int64
}

func main(){n := Num{i: "EDDYCJY", j: 1}
 nPointer := unsafe.Pointer(&n)

 niPointer := (*string)(unsafe.Pointer(nPointer))
 *niPointer = "煎鱼"

 njPointer := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(nPointer) + unsafe.Offsetof(n.j)))
 *njPointer = 2

 fmt.Printf("n.i: %s, n.j: %d", n.i, n.j)
}

输入后果：

n.i: 煎鱼, n.j: 2

在分析这段代码做了什么事之前，咱们须要理解构造体的一些基本概念：

  • 构造体的成员变量在内存存储上是一段间断的内存。
  • 构造体的初始地址就是第一个成员变量的内存地址。
  • 基于构造体的成员地址去计算偏移量。就可能得出其余成员变量的内存地址。

再回来看看上述代码，得出执行流程：

  • 批改 n.i 值：i 为第一个成员变量。因而不须要进行偏移量计算，间接取出指针后转换为 Pointer，再强制转换为字符串类型的指针值即可。
  • 批改 n.j 值：j 为第二个成员变量。须要进行偏移量计算，才能够对其内存地址进行批改。在进行了偏移运算后，以后地址曾经指向第二个成员变量。接着反复转换赋值即可。

细节剖析

须要留神的是，这里应用了如下办法（来实现偏移计算的指标）：

1、uintptr：uintptr 是 Go 的内置类型。返回无符号整数，可存储一个残缺的地址。后续罕用于指针运算

type uintptr uintptr

2、unsafe.Offsetof：返回成员变量 x 在构造体当中的偏移量。更具体的讲，就是返回构造体初始地位到 x 之间的字节数。须要留神的是入参 ArbitraryType 示意任意类型，并非定义的 int。它理论作用是一个占位符

func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr

在这一部分，其实就是巧用了 Pointer 的第三、第四点个性。这时候就曾经能够对变量进行操作了。

蹩脚的例子

func main(){n := Num{i: "EDDYCJY", j: 1}
 nPointer := unsafe.Pointer(&n)
 ...

 ptr := uintptr(nPointer)
 njPointer := (*int64)(unsafe.Pointer(ptr + unsafe.Offsetof(n.j)))
 ...
}

这里存在一个问题，uintptr 类型是不能存储在长期变量中的。因为从 GC 的角度来看，uintptr 类型的长期变量只是一个无符号整数，并不知道它是一个指针地址。

因而当满足肯定条件后，ptr 这个长期变量是可能被垃圾回收掉的，那么接下来的内存操作，岂不成迷？

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总结

简洁回顾两个知识点，如下：

  • 第一是 unsafe.Pointer 能够让你的变量在不同的指针类型转来转去，也就是示意为任意可寻址的指针类型。
  • 第二是 uintptr 罕用于与 unsafe.Pointer 打配合，用于做指针运算，奇妙地很。
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