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Golang学习 - unsafe 包

------------------------------------------------------------指针类型:*类型:普通指针,用于传递对象地址,不能进行指针运算。unsafe.Pointer:通用指针类型,用于转换不同类型的指针,不能进行指针运算。uintptr:用于指针运算,GC 不把 uintptr 当指针,uintptr 无法持有对象。uintptr 类型的目标会被回收。  unsafe.Pointer 可以和 普通指针 进行相互转换。  unsafe.Pointer 可以和 uintptr 进行相互转换。  也就是说 unsafe.Pointer 是桥梁,可以让任意类型的指针实现相互转换,也可以将任意类型的指针转换为 uintptr 进行指针运算。------------------------------------------------------------// 通过指针修改结构体字段package mainimport (	"fmt"	"unsafe")func main() {	s := struct {		a byte		b byte		c byte		d int64	}{0, 0, 0, 0}	// 将结构体指针转换为通用指针	p := unsafe.Pointer(&s)	// 保存结构体的地址备用(偏移量为 0)	up0 := uintptr(p)	// 将通用指针转换为 byte 型指针	pb := (*byte)(p)	// 给转换后的指针赋值	*pb = 10	// 结构体内容跟着改变	fmt.Println(s)	// 偏移到第 2 个字段	up := up0 + unsafe.Offsetof(s.b)	// 将偏移后的地址转换为通用指针	p = unsafe.Pointer(up)	// 将通用指针转换为 byte 型指针	pb = (*byte)(p)	// 给转换后的指针赋值	*pb = 20	// 结构体内容跟着改变	fmt.Println(s)	// 偏移到第 3 个字段	up = up0 + unsafe.Offsetof(s.c)	// 将偏移后的地址转换为通用指针	p = unsafe.Pointer(up)	// 将通用指针转换为 byte 型指针	pb = (*byte)(p)	// 给转换后的指针赋值	*pb = 30	// 结构体内容跟着改变	fmt.Println(s)	// 偏移到第 4 个字段	up = up0 + unsafe.Offsetof(s.d)	// 将偏移后的地址转换为通用指针	p = unsafe.Pointer(up)	// 将通用指针转换为 int64 型指针	pi := (*int64)(p)	// 给转换后的指针赋值	*pi = 40	// 结构体内容跟着改变	fmt.Println(s)}------------------------------------------------------------  结构体成员的内存分配是连续的,第一个成员的地址就是结构体的地址,相对于结构体的偏移量为 0。其它成员都可以通过偏移量来计算其地址。  每种类型都有它的大小和对齐值,可以通过 unsafe.Sizeof 获取其大小,通过 unsafe.Alignof 获取其对齐值,通过 unsafe.Offsetof 获取其偏移量。不过 unsafe.Alignof 获取到的对齐值只是该类型单独使用时的对齐值,不是作为结构体字段时与其它对象间的对齐值,这里用不上,所以需要用 unsafe.Offsetof 来获取字段的偏移量,进而确定其内存地址。------------------------------------------------------------// 通过反复编译执行下面的代码,观察字段对齐情况package mainimport (	"fmt"	"math/rand"	"os"	"time")var types = []string{	"int", "int8", "int16", "int32", "int64",	"uint", "uint8", "uint16", "uint32", "uint64",	"byte", "rune", "uintptr", "bool", "string",	"float32", "float64", "complex64", "complex128",	"[]byte", "[]string", "map[string]int",	"chan int", "func(int) int",}var values = []string{	"0", "0", "0", "0", "0",	"0", "0", "0", "0", "0",	"0", "0", "0", "false", "\"\"",	"0", "0", "0+0i", "0+0i",	"[]byte{}", "[]string{}", "map[string]int{}",	"nil", "func(int) int {return 0}",}const template1 = `package mainimport (	"fmt"	"reflect")var v = struct {		a %v		b %v		c %v		d %v		e %v}{%v, %v, %v, %v, %v}`const template2 = `func init() {	fmt.Printf("%#T\n", v)    t := reflect.TypeOf(v)    fmt.Printf("结构体大小:%v\n", t.Size())    for i := 0; i < t.NumField(); i++ {        showAlign(t, i)    }}func showAlign(v reflect.Type, i int) {    sf := v.Field(i)    fmt.Printf("字段 %10v,大小:%2v,对齐:%2v,字段对齐:%2v,偏移:%2v\n",        sf.Type.Kind(),        sf.Type.Size(),        sf.Type.Align(),        sf.Type.FieldAlign(),        sf.Offset,    )}`func main() {	GetTestFile()}func GetTestFile() {	f, err := os.OpenFile("testAlign.go", os.O_CREATE|os.O_WRONLY|os.O_TRUNC, 0666)	if err != nil {		fmt.Println(err)	}	defer f.Close()	t := [5]string{}	v := [5]string{}	rand.Seed(time.Now().UnixNano())	for i := 0; i < 5; i++ {		n := rand.Intn(len(types))		t[i] = types[n]		v[i] = values[n]	}	fmt.Fprintf(f, template1,		t[0], t[1], t[2], t[3], t[4],		v[0], v[1], v[2], v[3], v[4],	)	fmt.Fprint(f, template2)}------------------------------------------------------------修改其它包中的结构体私有字段:------------------------------------------------------------package mainimport (	"fmt"	"reflect"	"strings"	"unsafe")func main() {	// 创建一个 strings 包中的 Reader 对象	// 它有三个私有字段:s string、i int64、prevRune int	sr := strings.NewReader("abcdef")	// 此时 sr 中的成员是无法修改的	fmt.Println(sr)	// 但是我们可以通过 unsafe 来进行修改	// 先将其转换为通用指针	p := unsafe.Pointer(sr)	// 获取结构体地址	up0 := uintptr(p)	// 确定要修改的字段(这里不能用 unsafe.Offsetof 获取偏移量,因为是私有字段)	if sf, ok := reflect.TypeOf(*sr).FieldByName("i"); ok {		// 偏移到指定字段的地址		up := up0 + sf.Offset		// 转换为通用指针		p = unsafe.Pointer(up)		// 转换为相应类型的指针		pi := (*int64)(p)		// 对指针所指向的内容进行修改		*pi = 3 // 修改索引	}	// 看看修改结果	fmt.Println(sr)	// 看看读出的是什么	b, err := sr.ReadByte()	fmt.Printf("%c, %v\n", b, err)}------------------------------------------------------------  另外还有一种简单的方法,不用考虑偏移量的问题:------------------------------------------------------------// 定义一个和 strings 包中的 Reader 相同的本地结构体type Reader struct {	s        string	i        int64	prevRune int}func main() {	// 创建一个 strings 包中的 Reader 对象	sr := strings.NewReader("abcdef")	// 此时 sr 中的成员是无法修改的	fmt.Println(sr)	// 我们可以通过 unsafe 来进行修改	// 先将其转换为通用指针	p := unsafe.Pointer(sr)	// 再转换为本地 Reader 结构体	pR := (*Reader)(p)	// 这样就可以自由修改 sr 中的私有成员了	(*pR).i = 3 // 修改索引	// 看看修改结果	fmt.Println(sr)	// 看看读出的是什么	b, err := sr.ReadByte()	fmt.Printf("%c, %v\n", b, err)}------------------------------------------------------------

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