相信看过Go源码的同学已经对unsafe.Pointer
非常的眼熟,因为这个类型可以说在源码中是随处可见:map
、channel
、interface
、slice
...但凡你能想到的内容,基本都会有unsafe.Pointer
的影子。
看字面意思,unsafe.Pointer
是“不安全的指针”,指针就指针吧,还安不安全的是个什么鬼?
接下来,我们就来了解一下Go的这个“不安全的指针”unsafe.Pointer
。
什么叫变量
在了解指针之前,我们有必要先了解一下什么叫“变量”。 其实变量就是一个内存地址的名字,这听起来可能有些奇怪:指针不是地址码? 听我细细来讲:此地址非彼地址。通常,我们要在计算机内存中存数据,我们会怎么做? 我们肯定说:“计算机,在0x0201地址内存一个数100”。就这一句话,别看它糙,实际上在计算机中真就这么干的。然后我们接着说:“在0x0202中存什么,在0x0203中存什么,把0x0203中的值变为0x0201中的值…”
这些“0x0201”、“0x0202”、“0x0203”…这些数字儿是不是不太好记?写个代码是不是头都大了? 于是聪明的先人给想了个办法,把这些地址换成代号,“0x0201”我叫x,“0x0202”我给他起个名字叫y,“0x0203”我给他起个名字叫z…
于是 “计算机,在0x0201地址内存一个数100”。就变成了var x int =100
。
而这个这个代号就是变量。
0x0201地址 =============》 100
0x0201地址 ======》X ===》 100
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果然,计算机界中的任何问题,都可以通过加一个中间层来解决。(#^.^#)
最后,计算机会在内存中存代号和变量地址的对应关系。
什么叫指针
我们印象中的指针这个概念,其实就是一个存了内存地址的对象,这个对象指向的内存地址可能是另外一个对象、函数或者结构体等。
这个理解没错,但是一定要理清楚指针和变量的关系。
在一般的指针中,由于指针只是一个地址,底层实现是一个unsigned int,所以在C语言中,指针之间的赋值和计算等同类型之间的操作很常见。
以下代码扫一眼,看看是否知道输出结果。
#include "stdio.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
char c = 'b';
int i = 1000;
char *cp;
int *ip;
//指针的正常赋值
cp = &c;
ip = &i;
printf("cp[%p]\n", cp); //cp[0x7ffee904275f]
printf("ip[%p]\n", ip); //ip[0x7ffee9042758]
//指针的计算
cp = cp + 1;
ip = ip + 1;
printf("cp[%p]\n", cp); //cp[0x7ffee9042760]
printf("ip[%p]\n", ip); //ip[0x7ffee904275c]
//不同"类型"指针之间的赋值
cp = ip;
printf("cp[%p] ip[%p]\n", cp, ip); //cp[0x7ffee904275c] ip[0x7ffee904275c]
//不同指针之间的比较 输出true
if (cp == ip) {
printf("true\n");
} else {
printf("false\n");
}
}
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通常意义上我们了解的不同类型的指针,可以归为“同一类型”,无论是int类型的指针还是char类型的指针,都称之为“指针类型”。
指针指向对象类型的约束对指针本身而言非常弱,因为在通常C语言中的定义不同类型的指针,只是为了调用的方便。例如一个指针指向了某一个结构体,那么我写代码的时候就可以方便的使用该结构体的属性字段;可以说通常意义上的C指针,是个“万能类型”的,啥类型的指针都和void*
一样,万能!
所以,在C语言中,假如不使用指针,可以认为是机器在帮我们“打理”内存。
但是假如我们使用了指针,由于指针的自由度非常大,我们就可以自己“打理”内存了(PS:这里的打理仅限内存指向问题,分配和清除肯定必然不行)。
Go中常用的指针
在C语言中,指针的操作是完全不被约束的,这就非常的危险:程序猿在写的时候就得细心一点,拿着指针操作太多,指来指去,指到不该指的地方,就不好了~
所以Go语言在设计的时候,也考虑到了这个问题,就给现有的指针加了约束:把指针类型的数据当成了一种数据类型,在编译的时候做严格判断。
举个例子来说:*int
和*string
是两种不同的类型,那既然类型都不同,那么*int
的数据就不能够和*string
类型的数据进行“互通”了,既不能相互赋值,也不能相互比较;
能不能加减运算呀?当然不能,因为“数字儿”是整型,*int
或者*string
是其他类型而非整型。
Go语言就给指针套了个“类型”的帽子,一下子把指针限制的死死的了。
而且Go最后规定:指针类型还不能相互强制转换。
我们知道:int和string是可以相互转换的,既然指针归根到底是地址,也就是数字儿,那指针类型和int之间能否相互强制类型转换呢?答案是不行!
那*int
和*string
之间是否可以强制类型转换呢?答案是更不行,如果能强制转换了,前面说的给指针套的那顶“类型”的帽子,是不是就白做了?
unsafe.Pointer
好了,扯了那么多,终于到正题了。那么unsafe.Pointer指针是什么呢?
其实就一句话:就是C语言中那个牛逼到爆的什么都能指的不安全的指针。再确切一点是:void*
。
unsafe.Pointer
源码就两行:
type ArbitraryType int //表示任何类型
type Pointer *ArbitraryType //表示任何类型的指针
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unsafe.Pointer
的源码注释还提供了关于unsafe.Pointer
的四点重要的使用规则:
1、Go语言常规的任何类型的指针都可以转化为unsafe.Pointer类型
2、unsafe.Pointer类型可以转化为Go语言常规的任何类型的指针。
3、uintptr这个类型可以转化为unsafe.Pointer
4、unsafe.Pointer可以转化为uintptr
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看完规则,你可能会问:uintptr
是啥?
来,没有比源码更好的解释的了:
注意看uintptr
的位置,和int
以及uint
在一个包内,你可以认为uintptr
与它们"同类",只不过是指针的专属而已,但是你想自己定义用也能用。
对于unsafe.Pointer
,多用于Go的编译时期;由于它可以绕过类型系统,直接去访问内存,所以它用起来效率会比较高,但是官方的态度是不太建议使用的,因为不太安全。我个人建议也是能不用就不用:毕竟为了这点儿效率带来的额外的附加成本比较高。
好了,我们最后总结一下Go的指针:
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