关于go中的unsafe包

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。大多数状况，unsafe code是和指针相关的。可是要记住使用unsafe code有可能会损害你的程序，因此，若是你不彻底肯定是否须要用到unsafe code就不要使用它。

如下面的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))
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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，注意这种作法是有风险的。

任何go指针均可以转化为unsafe.Pointer指针。

unsafe.Pointer类型的指针能够覆盖掉go的系统类型。这毫无疑问很快，可是若是不当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后面部分以下

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)
}
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你能够使用一个星号(*)来解引用一个指针

运行unsafe.go，会获得以下的输出

*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？它告诉了咱们，使用32-bit的指针没法存一个64-bit的整数型

关于unsafe包

你已经实际操做过unsafe包的东西了，如今来看一下为何这个库这么特别。

首先，若是你看了unsafe包的源码，你可能会感到惊讶。在macOS Hight Sierra系统上，能够使用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，它的内容以下

$ 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
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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会常常使用到usafe库

另外一个usafe包的例子

咱们经过一个moreUnsafe.go的小程序来了解unsafe库的兼容性。moreUnsafe.go作的事情就是使用指针来访问数组里的全部元素。

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])
	}
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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，而后传入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，这个值是每一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，而后返回了所存的整数值。

后面部分代码以下：

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，咱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。因为使用unsafe包，Go编译器不会捕捉到这样的逻辑错误，于是会产生一些不可预料的事情。

执行moreUnsafe.go，会产生以下的输出：

$ go run moreUnsafe.go
0 1 -2 3 4 
One more: 824634191624 
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如今，你使用指针访问了Go数组里的全部元素。可是，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，它能够把任意指针转换为unsafe.Pointer指针，同时给了开发人员更多操做数据的手段。可是相对的，若是使用不当，则会形成不可预料的错误，这也是为何这个包的名字被称做unsafe的缘由，因此在你不肯定是否该使用unsafe操做的时候，尽可能不要使用它。

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