go中的unsafe包及使用詳解

Unsafe code是一種繞過go類型安全和內(nèi)存安全檢查的Go代碼。大多數(shù)情況，unsafe code是和指針相關(guān)的。但是要記住使用unsafe code有可能會(huì)損害你的程序，所以，如果你不完全確定是否需要用到unsafe code就不要使用它。

以下面的 unsafe.go 為例，看一下unsafe code的使用

package main
import (
 "fmt"
 "unsafe"
)
func main() {
 var value int64 = 5
 var p1 = value
 var p2 = (*int32)(unsafe.Pointer(p1))

這里使用了 unsafe.Pointer() 方法，這個(gè)方法能讓你創(chuàng)造一個(gè) int32 的 p2 指針去指向一個(gè) int64 的 value 變量，而這個(gè)變量是使用 p1 指針去訪問的，注意這種做法是有風(fēng)險(xiǎn)的。

任何go指針都可以轉(zhuǎn)化為 unsafe.Pointer 指針。

unsafe.Pointer 類型的指針可以覆蓋掉go的系統(tǒng)類型。這毫無疑問很快，但是如果不小心或者不正確使用的話就會(huì)很危險(xiǎn)，它給了開發(fā)者更多選擇去掌控?cái)?shù)據(jù)。

unsafe.go 后面部分如下

fmt.Println("*p1: ", *p1)
 fmt.Println("*p2: ", *p2)
 *p1 = 5434123412312431212
 fmt.Println(value)
 fmt.Println("*p2: ", *p2)
 *p1 = 54341234
 fmt.Println(value)
 fmt.Println("*p2: ", *p2)
}

你可以使用一個(gè)星號(hào)( * )來解引用一個(gè)指針

運(yùn)行 unsafe.go ，會(huì)得到如下的輸出

*p1:  5
*p2:  5
5434123412312431212
*p2:  -930866580
54341234
*p2:  54341234

那么這個(gè)輸出說明了什么呢？它告訴了我們，使用32-bit的指針無法存一個(gè)64-bit的整數(shù)型

關(guān)于unsafe包

你已經(jīng)實(shí)際操作過 unsafe 包的東西了，現(xiàn)在來看一下為什么這個(gè)庫這么特別。

首先，如果你看了 unsafe 包的源碼，你可能會(huì)感到驚訝。在macOS Hight Sierra系統(tǒng)上，可以使用 Homebrew 安裝Go 。 unsafe 源碼路徑在 /usr/local/Cellar/go/1.9.1/libexec/src/unsafe/unsafe.go 下面，不包含注釋，它的內(nèi)容如下

$ cd /usr/local/Cellar/go/1.9.1/libexec/src/unsafe/
$ grep -v '^//' unsafe.go|grep -v '^$'
package unsafe
type ArbitraryType int
type Pointer *ArbitraryType
func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr
func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr
func Alignof(x ArbitraryType) uintptr

OK，其它的 unsafe 包的go代碼去哪里了？答案很簡單：當(dāng)你import到你程序里的時(shí)候，Go編譯器實(shí)現(xiàn)了這個(gè)unsafe庫。

許多系統(tǒng)庫，例如 runtime , syscall 和 os 會(huì)經(jīng)常使用到 usafe 庫

另一個(gè)usafe包的例子

我們通過一個(gè) moreUnsafe.go 的小程序來了解unsafe庫的兼容性。 moreUnsafe.go 做的事情就是使用指針來訪問數(shù)組里的所有元素。

package main
import (
 "fmt"
 "unsafe"
)
func main() {
 array := [...]int{0, 1, -2, 3, 4}
 pointer := array[0]
 fmt.Print(*pointer, " ")
 memoryAddress := uintptr(unsafe.Pointer(pointer)) + unsafe.Sizeof(array[0])
 for i := 0; i  len(array)-1; i++ {
 pointer = (*int)(unsafe.Pointer(memoryAddress))
 fmt.Print(*pointer, " ")
 memoryAddress = uintptr(unsafe.Pointer(pointer)) + unsafe.Sizeof(array[0])
 }

首先， pointer 變量指向 array[0] 的地址， array[0] 是整型數(shù)組的第一個(gè)元素。接下來指向整數(shù)值的 pointer 變量會(huì)傳入 unsafe.Pointer() 方法，然后傳入 uintptr 。最后結(jié)果存到了 memoryAddress 里。

unsafe.Sizeof(array[0]) 是為了去訪問下一個(gè)數(shù)組元素，這個(gè)值是每個(gè)元素占的內(nèi)存大小。每次for循環(huán)遍歷，都會(huì)把這個(gè)值加到 memoryAddress 上，這樣就能獲取到下一個(gè)數(shù)組元素的地址。 *pointer 的*符號(hào)對(duì)指針進(jìn)行解引用，然后返回了所存的整數(shù)值。

后面部分代碼如下：

fmt.Println()
 pointer = (*int)(unsafe.Pointer(memoryAddress))
 fmt.Print("One more: ", *pointer, " ")
 memoryAddress = uintptr(unsafe.Pointer(pointer)) + unsafe.Sizeof(array[0])
 fmt.Println()
}

這里，我們嘗試使用指針和內(nèi)存地址去訪問一個(gè)不存在的數(shù)組元素。由于使用 unsafe 包，Go編譯器不會(huì)捕捉到這樣的邏輯錯(cuò)誤，因而會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)料的事情。

執(zhí)行 moreUnsafe.go ，會(huì)產(chǎn)生如下的輸出：

$ go run moreUnsafe.go
0 1 -2 3 4 
One more: 824634191624

現(xiàn)在，你使用指針訪問了Go數(shù)組里的所有元素。但是，這里真正的問題是，當(dāng)你嘗試訪問無效的數(shù)組元素，程序并不會(huì)出錯(cuò)而是會(huì)返回一個(gè)隨機(jī)的數(shù)字。

總結(jié)

unsafe的功能很強(qiáng)大，它可以把任意指針轉(zhuǎn)換為 unsafe.Pointer 指針，同時(shí)給了開發(fā)人員更多操作數(shù)據(jù)的手段。但是相對(duì)的，如果使用不當(dāng)，則會(huì)造成不可預(yù)料的錯(cuò)誤，這也是為什么這個(gè)包的名字被稱作 unsafe 的原因，所以在你不確定是否該使用 unsafe 操作的時(shí)候，盡量不要使用它。

以上所述是小編給大家介紹的go中的unsafe包,希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！
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