mirror of
https://github.com/gopl-zh/gopl-zh.github.com.git
synced 2025-12-18 19:54:21 +08:00
回到简体
This commit is contained in:
@@ -1,8 +1,8 @@
|
||||
## 13.2. unsafe.Pointer
|
||||
|
||||
大多數指針類型會寫成`*T`,表示是“一個指向T類型變量的指針”。unsafe.Pointer是特别定義的一種指針類型(譯註:類似C語言中的`void*`類型的指針),它可以包含任意類型變量的地址。當然,我們不可以直接通過`*p`來獲取unsafe.Pointer指針指向的眞實變量的值,因爲我們併不知道變量的具體類型。和普通指針一樣,unsafe.Pointer指針也是可以比較的,併且支持和nil常量比較判斷是否爲空指針。
|
||||
大多数指针类型会写成`*T`,表示是“一个指向T类型变量的指针”。unsafe.Pointer是特别定义的一种指针类型(译注:类似C语言中的`void*`类型的指针),它可以包含任意类型变量的地址。当然,我们不可以直接通过`*p`来获取unsafe.Pointer指针指向的真实变量的值,因为我们并不知道变量的具体类型。和普通指针一样,unsafe.Pointer指针也是可以比较的,并且支持和nil常量比较判断是否为空指针。
|
||||
|
||||
一個普通的`*T`類型指針可以被轉化爲unsafe.Pointer類型指針,併且一個unsafe.Pointer類型指針也可以被轉迴普通的指針,被轉迴普通的指針類型併不需要和原始的`*T`類型相同。通過將`*float64`類型指針轉化爲`*uint64`類型指針,我們可以査看一個浮點數變量的位模式。
|
||||
一个普通的`*T`类型指针可以被转化为unsafe.Pointer类型指针,并且一个unsafe.Pointer类型指针也可以被转回普通的指针,被转回普通的指针类型并不需要和原始的`*T`类型相同。通过将`*float64`类型指针转化为`*uint64`类型指针,我们可以查看一个浮点数变量的位模式。
|
||||
|
||||
```Go
|
||||
package math
|
||||
@@ -12,11 +12,11 @@ func Float64bits(f float64) uint64 { return *(*uint64)(unsafe.Pointer(&f)) }
|
||||
fmt.Printf("%#016x\n", Float64bits(1.0)) // "0x3ff0000000000000"
|
||||
```
|
||||
|
||||
通過轉爲新類型指針,我們可以更新浮點數的位模式。通過位模式操作浮點數是可以的,但是更重要的意義是指針轉換語法讓我們可以在不破壞類型繫統的前提下向內存寫入任意的值。
|
||||
通过转为新类型指针,我们可以更新浮点数的位模式。通过位模式操作浮点数是可以的,但是更重要的意义是指针转换语法让我们可以在不破坏类型系统的前提下向内存写入任意的值。
|
||||
|
||||
一個unsafe.Pointer指針也可以被轉化爲uintptr類型,然後保存到指針型數值變量中(譯註:這隻是和當前指針相同的一個數字值,併不是一個指針),然後用以做必要的指針數值運算。(第三章內容,uintptr是一個無符號的整型數,足以保存一個地址)這種轉換雖然也是可逆的,但是將uintptr轉爲unsafe.Pointer指針可能會破壞類型繫統,因爲併不是所有的數字都是有效的內存地址。
|
||||
一个unsafe.Pointer指针也可以被转化为uintptr类型,然后保存到指针型数值变量中(译注:这只是和当前指针相同的一个数字值,并不是一个指针),然后用以做必要的指针数值运算。(第三章内容,uintptr是一个无符号的整型数,足以保存一个地址)这种转换虽然也是可逆的,但是将uintptr转为unsafe.Pointer指针可能会破坏类型系统,因为并不是所有的数字都是有效的内存地址。
|
||||
|
||||
許多將unsafe.Pointer指針轉爲原生數字,然後再轉迴爲unsafe.Pointer類型指針的操作也是不安全的。比如下面的例子需要將變量x的地址加上b字段地址偏移量轉化爲`*int16`類型指針,然後通過該指針更新x.b:
|
||||
许多将unsafe.Pointer指针转为原生数字,然后再转回为unsafe.Pointer类型指针的操作也是不安全的。比如下面的例子需要将变量x的地址加上b字段地址偏移量转化为`*int16`类型指针,然后通过该指针更新x.b:
|
||||
|
||||
<u><i>gopl.io/ch13/unsafeptr</i></u>
|
||||
```Go
|
||||
@@ -26,14 +26,14 @@ var x struct {
|
||||
c []int
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 和 pb := &x.b 等價
|
||||
// 和 pb := &x.b 等价
|
||||
pb := (*int16)(unsafe.Pointer(
|
||||
uintptr(unsafe.Pointer(&x)) + unsafe.Offsetof(x.b)))
|
||||
*pb = 42
|
||||
fmt.Println(x.b) // "42"
|
||||
```
|
||||
|
||||
上面的寫法盡管很繁瑣,但在這里併不是一件壞事,因爲這些功能應該很謹慎地使用。不要試圖引入一個uintptr類型的臨時變量,因爲它可能會破壞代碼的安全性(譯註:這是眞正可以體會unsafe包爲何不安全的例子)。下面段代碼是錯誤的:
|
||||
上面的写法尽管很繁琐,但在这里并不是一件坏事,因为这些功能应该很谨慎地使用。不要试图引入一个uintptr类型的临时变量,因为它可能会破坏代码的安全性(译注:这是真正可以体会unsafe包为何不安全的例子)。下面段代码是错误的:
|
||||
|
||||
```Go
|
||||
// NOTE: subtly incorrect!
|
||||
@@ -42,21 +42,21 @@ pb := (*int16)(unsafe.Pointer(tmp))
|
||||
*pb = 42
|
||||
```
|
||||
|
||||
産生錯誤的原因很微妙。有時候垃圾迴收器會移動一些變量以降低內存碎片等問題。這類垃圾迴收器被稱爲移動GC。當一個變量被移動,所有的保存改變量舊地址的指針必須同時被更新爲變量移動後的新地址。從垃圾收集器的視角來看,一個unsafe.Pointer是一個指向變量的指針,因此當變量被移動是對應的指針也必須被更新;但是uintptr類型的臨時變量隻是一個普通的數字,所以其值不應該被改變。上面錯誤的代碼因爲引入一個非指針的臨時變量tmp,導致垃圾收集器無法正確識别這個是一個指向變量x的指針。當第二個語句執行時,變量x可能已經被轉移,這時候臨時變量tmp也就不再是現在的`&x.b`地址。第三個向之前無效地址空間的賦值語句將徹底摧譭整個程序!
|
||||
产生错误的原因很微妙。有时候垃圾回收器会移动一些变量以降低内存碎片等问题。这类垃圾回收器被称为移动GC。当一个变量被移动,所有的保存改变量旧地址的指针必须同时被更新为变量移动后的新地址。从垃圾收集器的视角来看,一个unsafe.Pointer是一个指向变量的指针,因此当变量被移动是对应的指针也必须被更新;但是uintptr类型的临时变量只是一个普通的数字,所以其值不应该被改变。上面错误的代码因为引入一个非指针的临时变量tmp,导致垃圾收集器无法正确识别这个是一个指向变量x的指针。当第二个语句执行时,变量x可能已经被转移,这时候临时变量tmp也就不再是现在的`&x.b`地址。第三个向之前无效地址空间的赋值语句将彻底摧毁整个程序!
|
||||
|
||||
還有很多類似原因導致的錯誤。例如這條語句:
|
||||
还有很多类似原因导致的错误。例如这条语句:
|
||||
|
||||
```Go
|
||||
pT := uintptr(unsafe.Pointer(new(T))) // 提示: 錯誤!
|
||||
pT := uintptr(unsafe.Pointer(new(T))) // 提示: 错误!
|
||||
```
|
||||
|
||||
這里併沒有指針引用`new`新創建的變量,因此該語句執行完成之後,垃圾收集器有權馬上迴收其內存空間,所以返迴的pT將是無效的地址。
|
||||
这里并没有指针引用`new`新创建的变量,因此该语句执行完成之后,垃圾收集器有权马上回收其内存空间,所以返回的pT将是无效的地址。
|
||||
|
||||
雖然目前的Go語言實現還沒有使用移動GC(譯註:未來可能實現),但這不該是編寫錯誤代碼僥幸的理由:當前的Go語言實現已經有移動變量的場景。在5.2節我們提到goroutine的棧是根據需要動態增長的。當發送棧動態增長的時候,原來棧中的所以變量可能需要被移動到新的更大的棧中,所以我們併不能確保變量的地址在整個使用週期內是不變的。
|
||||
虽然目前的Go语言实现还没有使用移动GC(译注:未来可能实现),但这不该是编写错误代码侥幸的理由:当前的Go语言实现已经有移动变量的场景。在5.2节我们提到goroutine的栈是根据需要动态增长的。当发送栈动态增长的时候,原来栈中的所以变量可能需要被移动到新的更大的栈中,所以我们并不能确保变量的地址在整个使用周期内是不变的。
|
||||
|
||||
在編寫本文時,還沒有清晰的原則來指引Go程序員,什麽樣的unsafe.Pointer和uintptr的轉換是不安全的(參考 [Issue7192](https://github.com/golang/go/issues/7192) ). 譯註: 該問題已經關閉),因此我們強烈建議按照最壞的方式處理。將所有包含變量地址的uintptr類型變量當作BUG處理,同時減少不必要的unsafe.Pointer類型到uintptr類型的轉換。在第一個例子中,有三個轉換——字段偏移量到uintptr的轉換和轉迴unsafe.Pointer類型的操作——所有的轉換全在一個表達式完成。
|
||||
在编写本文时,还没有清晰的原则来指引Go程序员,什么样的unsafe.Pointer和uintptr的转换是不安全的(参考 [Issue7192](https://github.com/golang/go/issues/7192) ). 译注: 该问题已经关闭),因此我们强烈建议按照最坏的方式处理。将所有包含变量地址的uintptr类型变量当作BUG处理,同时减少不必要的unsafe.Pointer类型到uintptr类型的转换。在第一个例子中,有三个转换——字段偏移量到uintptr的转换和转回unsafe.Pointer类型的操作——所有的转换全在一个表达式完成。
|
||||
|
||||
當調用一個庫函數,併且返迴的是uintptr類型地址時(譯註:普通方法實現的函數不盡量不要返迴該類型。下面例子是reflect包的函數,reflect包和unsafe包一樣都是采用特殊技術實現的,編譯器可能給它們開了後門),比如下面反射包中的相關函數,返迴的結果應該立卽轉換爲unsafe.Pointer以確保指針指向的是相同的變量。
|
||||
当调用一个库函数,并且返回的是uintptr类型地址时(译注:普通方法实现的函数不尽量不要返回该类型。下面例子是reflect包的函数,reflect包和unsafe包一样都是采用特殊技术实现的,编译器可能给它们开了后门),比如下面反射包中的相关函数,返回的结果应该立即转换为unsafe.Pointer以确保指针指向的是相同的变量。
|
||||
|
||||
```Go
|
||||
package reflect
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user