Unsafe code
Unsafe code是一种绕过go类型安全和内存安全检查的Go代码。大多数情况,unsafe code是和指针相关的。但是要记住使用unsafe code有可能会损害你的程序,所以,如果你不完全确定是否需要用到unsafe code就不要使用它。
以下面的unsafe.go
为例,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))
复制代码
这里使用了unsafe.Pointer()
方法,这个方法能让你创造一个int32
的p2
指针去指向一个int64
的value
变量,而这个变量是使用p1
指针去访问的,注意这种做法是有风险的。
任何go指针都可以转化为unsafe.Pointer
指针。
unsafe.Pointer
类型的指针可以覆盖掉go的系统类型。这毫无疑问很快,但是如果不小心或者不正确使用的话就会很危险,它给了开发者更多选择去掌控数据。
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)
}
复制代码
你可以使用一个星号(*)来解引用一个指针
运行unsafe.go
,会得到如下的输出
*p1: 5
*p2: 5
5434123412312431212
*p2: -930866580
54341234
*p2: 54341234
复制代码
那么这个输出说明了什么呢?它告诉了我们,使用32-bit的指针无法存一个64-bit的整数型
关于unsafe包
你已经实际操作过unsafe
包的东西了,现在来看一下为什么这个库这么特别。
首先,如果你看了unsafe
包的源码,你可能会感到惊讶。在macOS Hight Sierra系统上,可以使用Homebrew安装Go 。unsafe
源码路径在/usr/local/Cellar/go/1.9.1/libexec/src/unsafe/unsafe.go
下面,不包含注释,它的内容如下
$ 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
复制代码
OK,其它的unsafe
包的go代码去哪里了?答案很简单:当你import到你程序里的时候,Go编译器实现了这个unsafe库。
许多系统库,例如runtime
,syscall
和os
会经常使用到usafe
库
另一个usafe包的例子
我们通过一个moreUnsafe.go
的小程序来了解unsafe库的兼容性。moreUnsafe.go
做的事情就是使用指针来访问数组里的所有元素。
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])
}
复制代码
首先,pointer
变量指向array[0]
的地址,array[0]
是整型数组的第一个元素。接下来指向整数值的pointer
变量会传入unsafe.Pointer()
方法,然后传入uintptr
。最后结果存到了memoryAddress
里。
unsafe.Sizeof(array[0])
是为了去访问下一个数组元素,这个值是每个元素占的内存大小。每次for循环遍历,都会把这个值加到memoryAddress
上,这样就能获取到下一个数组元素的地址。*pointer
的*符号对指针进行解引用,然后返回了所存的整数值。
后面部分代码如下:
fmt.Println()
pointer = (*int)(unsafe.Pointer(memoryAddress))
fmt.Print("One more: ", *pointer, " ")
memoryAddress = uintptr(unsafe.Pointer(pointer)) + unsafe.Sizeof(array[0])
fmt.Println()
}
复制代码
这里,我们尝试使用指针和内存地址去访问一个不存在的数组元素。由于使用unsafe
包,Go编译器不会捕捉到这样的逻辑错误,因而会产生一些不可预料的事情。
执行moreUnsafe.go
,会产生如下的输出:
$ go run moreUnsafe.go
0 1 -2 3 4
One more: 824634191624
复制代码
现在,你使用指针访问了Go数组里的所有元素。但是,这里真正的问题是,当你尝试访问无效的数组元素,程序并不会出错而是会返回一个随机的数字。
总结
unsafe的功能很强大,它可以把任意指针转换为unsafe.Pointer
指针,同时给了开发人员更多操作数据的手段。但是相对的,如果使用不当,则会造成不可预料的错误,这也是为什么这个包的名字被称作unsafe
的原因,所以在你不确定是否该使用unsafe
操作的时候,尽量不要使用它。
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