arrays - 如何从 golang 中的数组 unsafe.Pointer 创建数组或切片？

Question

一个指向数组的指针，比方说：

p := uintptr(unsafe.Pointer(&array))
size := 5

我无法访问变量array，上面的代码用于使其更清晰。

另外，我知道数组的大小，但size不是恒定的，它会根据运行时变化。

现在，我想用已知的指针、大小，当然还有数据类型来初始化切片或数组。

我想出了以下代码：

data := make([]byte, size)
stepSize := unsafe.Sizeof(data[0])
for i := 0; i < size; i++ {
    data[i] = *(*byte)(unsafe.Pointer(p))
    p += stepSize
}
fmt.println(data)

但是这种方法会进行内存复制，这可能效率低下，无论如何不进行复制吗？

PS我也试过以下两种方法，

// method 1
data := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(p))
// method 2
data := *(*[size]byte)(unsafe.Pointer(p))

但它会在运行时失败，我现在知道它的原因。

标签： arrayspointersgosliceunsafe

Answer 1

前言：

您应该知道：如果您将指针作为uintptr类型值获取，则不会阻止原始数组被垃圾收集（uintptr值不计为引用）。所以在使用这样的值时要小心，不能保证它会指向一个有效的值/内存区域。

从包中引用unsafe.Pointer：

uintptr 是整数，而不是引用。将指针转换为 uintptr 会创建一个没有指针语义的整数值。即使 uintptr 拥有某个对象的地址，如果对象移动，垃圾收集器也不会更新该 uintptr 的值，该 uintptr 也不会阻止对象被回收。

unsafe一般建议：尽可能远离包装。留在 Go 的类型安全中。

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声明一个切片类型的变量，并使用不安全的转换来获取它的 reflect.SliceHeader描述符。

然后你可以修改它的字段，使用指针作为SliceHeader.Data值，大小作为SliceHeader.Lenand SliceHeader.Cap。

完成此操作后， slice 变量将指向与初始指针相同的数组。

arr := [10]byte{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

size := len(arr)
p := uintptr(unsafe.Pointer(&arr))

var data []byte

sh := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&data))
sh.Data = p
sh.Len = size
sh.Cap = size

fmt.Println(data)

runtime.KeepAlive(arr)

输出（在Go Playground上试试）：

[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

_{请注意，我使用了runtime.KeepAlive(). 这是因为在获取地址arr并获取它的长度之后，我们不再引用arr（pbeinguintptr不算作引用），并且arr在我们到达打印点之前，激进的 GC 可能会正确地擦除data（指向arr）。将 aruntime.KeepAlive()放在末尾main()将确保arr在此调用之前不会被垃圾收集。有关详细信息，请参阅在 Go 中，变量何时会变得不可访问？runtime.KeepAlive()如果指针的提供者确保它不会被垃圾收集，则不需要调用代码。}

reflect.SliceHeader或者，您可以使用复合文字创建 a ，并使用不安全的转换从中获取切片，如下所示：

sh := &reflect.SliceHeader{
    Data: p,
    Len:  size,
    Cap:  size,
}

data := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(sh))

fmt.Println(data)

runtime.KeepAlive(arr)

输出将是相同的。在Go Playground上试试这个。

这种可能性/用例记录在unsafe.Pointer，带有警告和警告：

(6) reflect.SliceHeader 或 reflect.StringHeader 数据字段与 Pointer 的转换。

与前一种情况一样，反射数据结构 SliceHeader 和 StringHeader 将字段 Data 声明为 uintptr 以防止调用者在未先导入“不安全”的情况下将结果更改为任意类型。但是，这意味着 SliceHeader 和 StringHeader 仅在解释实际切片或字符串值的内容时才有效。

var s string
hdr := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s)) // case 1
hdr.Data = uintptr(unsafe.Pointer(p))              // case 6 (this case)
hdr.Len = n

在这种用法中，hdr.Data 实际上是引用切片头中的底层指针的另一种方式，而不是 uintptr 变量本身。

一般来说，reflect.SliceHeader 和 reflect.StringHeader 应该只用作 *reflect.SliceHeader 和 *reflect.StringHeader 指向实际的切片或字符串，而不是简单的结构。程序不应声明或分配这些结构类型的变量。

// INVALID: a directly-declared header will not hold Data as a reference.
var hdr reflect.StringHeader
hdr.Data = uintptr(unsafe.Pointer(p))
hdr.Len = n
s := *(*string)(unsafe.Pointer(&hdr)) // p possibly already lost