go之unsafe

unsafe包

unsafe包配合uintptr可以绕过go的安全检查，对内存进行操作

func Alignof(x ArbitraryType) uintptr
func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr
func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr
type ArbitraryType int
type Pointer *ArbitraryType

unsafe包中提供3个函数，2个类型

两个类型

ArbitraryType

ArbitraryType类型，底层定义是int类型，但是go赋予了特殊的意义，我们完全可以无视该类型，当做占位符来看，因为它比interface{}还要随意

Pointer

Pointer类型，底层定义是ArbitraryType的指针类型，可以认为是通用指针类型，记住两个规则即可

• Pointer可以和普通指针进行相互转换
• Pointer可以和uintptr进行相互转换

unitptr

// uintptr is an integer type that is large enough to hold the bit pattern of
// any pointer.
type uintptr uintptr

uintptr是自定义的内置类型，翻译过来的意思就是uintptr是一个整数类型，且能容纳任何指针
通过uintptr，我们就能进行指针运算，进而访问内存甚至修改内存数据

Pointer和unitptr的区别

• Pointer只是单纯的通用指针类型，用于转换不同类型指针，它不可以参与指针运算
• uintptr是用于指针运算的，GC不把uintptr当指针，也就是说uintptr无法持有对象，也就无法阻止GC回收uintptr对应的内存地址的内存数据

三个函数

Offsetof函数

Offsetof方法主要作用是返回结构体成员在内存中的位置离结构体起始处(结构体的第一个字段的偏移量都是0)的字节数，即偏移量，通过源码注释可知其入参必须是一个结构体

v  := &V{1, 2}

// Pointer与任何指针类型都和互相转换
// 结构体的第一个字段的偏移量都是0，这里vp就是指向v.i的指针
vp := unsafe.Pointer(v)
vp1 := (*int32)(vp)
fmt.Println(*vp1)

// 更改同步v.i
*vp1 = 3
fmt.Println(v.i)

// 通过Offsetof获取v.j的相对偏移量
// uintptr可进行指针运算，即v的初始内存地址 + v.j的内存地址相对偏移量 = v.j的地址
// 也可通过Sizeof获取int64类型的内存占用字节数来计算v.j的地址，不要以为v.i是int32类型的就使用int32，还要注意结构体的内存对齐
vp2 := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(vp) + unsafe.Offsetof(v.j)))
vp3 := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(vp) + unsafe.Sizeof(int64(0))))
vp4 := (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(vp) + unsafe.Sizeof(int32(0))))
fmt.Println(*vp2, *vp3, *vp4)
// output
1
3
2 2 8589934592

Sizeof函数

Sizeof返回变量在内存中占用的字节数(切记，如果是slice，则不会返回这个slice在内存中的实际占用长度)

a := [3]int{1, 2, 3}

// Pointer与任何指针类型都和互相转换
ap := unsafe.Pointer(&a)
ap1 := (*int)(ap)
fmt.Println(*ap1)

// 更改同步影响a[0]
*ap1 = 4
fmt.Println(a)

// Sizeof获取int类型占用的字节数
// uintptr可进行指针运算，即a的初始内存地址 + 1个int类型占用的字节数 = a[1]的地址
// 这里int(0)和a[2]结果是一模一样的，同理a[0],a[1]
ap2 := (*int)(unsafe.Pointer(uintptr(ap) + unsafe.Sizeof(int(0))))
ap3 := (*int)(unsafe.Pointer(uintptr(ap) + unsafe.Sizeof(a[2])))
fmt.Println(*ap2, *ap3)

// 全部输出24，即a占用的字节数
s := a[:1]
s1 := a[1:1]
s2 := a[1:2]
fmt.Println(unsafe.Sizeof(s), unsafe.Sizeof(s1), unsafe.Sizeof(s2))
// output
1
[4 2 3]
2 2
24 24 24

Alignof函数

请先看Go结构体的内存对齐
Alignof用于获取变量的对齐系数，获取到变量的对齐系数后，就可以计算出结构体中字段的偏移量(对齐系数的倍数)