golang中unsafe 和 uintptr 指针怎么用

这篇文章将为大家详细讲解有关golang中unsafe 和 uintptr 指针怎么用,小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

1.golang中的指针类型

三个类型
其实指针有三种:
一种是我们常见的*,用*去表示的指针;
一种是unsafe.Pointer,Pointer是unsafe包下的一个类型;
最后一种是uintptr,uintptr 这玩意是可以进行运算的也就是可以++–;

他们之间有这样的转换关系:
*<=> unsafe.Pointer <=> uintptr

有一点要注意的是,uintptr 并没有指针的语义,意思就是 uintptr 所指向的对象会被 gc 无情地回收。而 unsafe.Pointer 有指针语义,可以保护它所指向的对象在“有用”的时候不会被垃圾回收。
从这样的关系你大概就可以猜到,我们使用的指针*p转换成Pointer然后转换uintptr进行运算之后再原路返回,理论上就能等同于进行了指针的运算。我们下面就来实践一下。

2.具体操作

unsafe操作slice

func main() {s := make([]int, 10)s[1] = 2
    p := &s[0]fmt.Println(*p)
    up := uintptr(unsafe.Pointer(p)) //这里有可能会被回收 所以最好写成 (*int)unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(p))+unsafe.Sizeof(int(0)))up += unsafe.Sizeof(int(0)) // 这里不是up++p2 := (*int)(unsafe.Pointer(up))fmt.Println(*p2)}

输出:
0
2

从代码中我们可以看到,我们首先将指针指向切片的第一个位置,然后通过转换得到uintptr,操作uintptr + 上8位(注意这里不能++因为存放的是int,下一个元素位置相隔举例int个字节),最后转换回来得到指针,取值,就能取到切片的第二个位置了。

unsafe操作struct(可以访问私有属性)
我们知道如果一个结构体里面定义的属性是私有的,那么这个属性是不能被外界访问到的。我们来看看下面这个操作:

package maintype User struct {age  intname string}package mainfunc main() {user := &User{}fmt.Println(user)
    s := (*int)(unsafe.Pointer(user))*s = 15up := uintptr(unsafe.Pointer(user)) + unsafe.Sizeof(int(0))namep := (*string)(unsafe.Pointer(up))*namep = "ljy" 

    fmt.Println(user)}

User是另外一个basic包中的结构体,其中的age是小写开头的,理论上来说,我们在外部没有办法修改age的值,但是经过上面这波操作之后,输出信息是:
&{0 }
&{10 xxx}
也就是说成功操作到了结构体的私有属性。

顺便提一句:创建结构体会被分配一块连续的内存,结构体的地址也代表了第一个成员的地址。

字符串和byte数组转换inplace
我们知道如果将字符串转换成[]byte非常方便

s := "123"a := []byte(s)

但是这样需要开辟额外的空间,那么如何实现原地的,不需要拷贝数据的转换呢?
其实从底层的存储角度来说,string的存储规则和[]byte是一样的,也就是说,其实指针都是从某个位置开始到一段空间,中间一格一格。所以利用unsafe就可以做到。

func main() {s := "123"a := []byte(s)print("s = " , &s, "\\n")print("a = " , &a, "\\n")
    a2 := (*[]byte)(unsafe.Pointer(&s))print("a2 = " , a2, "\\n")fmt.Println(*a2)}输出结果:
s = 0xc420055f40a = 0xc420055f60a2 = 0xc420055f40[49 50 51]

我们可以看到s和a的地址是不一样的,但是s和a2的地址是一样的,并且a2已经是一个[]byte了。

存在的问题
其实这个转换是存在问题的,问题就在新的[]byte的Cap没有正确的初始化。
我们打印一下cap看一下

fmt.Println(“cap a =”, cap(a))  fmt.Println(“cap a2 =”, cap(*a2))  结果是:cap a = 32cap a2 = 17418400

问题的原因
在src/reflect/value.go下看

type StringHeader struct {
	Data uintptr
	Len  int}type SliceHeader struct {
	Data uintptr
	Len  int
	Cap  int}

看到其实string没有cap而[]byte有,所以导致问题出现,也容易理解,string是没有容量扩容这个说法的,所以新的[]byte没有赋值cap所以使用了默认值。

问题解决

stringHeader := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s))bh := reflect.SliceHeader{
	Data: stringHeader.Data,
	Len:  stringHeader.Len,
	Cap:  stringHeader.Len,}return *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&bh))

通过重新设置SliceHeader就可以完成

关于“golang中unsafe 和 uintptr 指针怎么用”这篇文章就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,使各位可以学到更多知识,如果觉得文章不错,请把它分享出去让更多的人看到。


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