圖解Go的unsafe.Pointer

相信看過Go源碼的同窗已經對unsafe.Pointer很是的眼熟，由於這個類型能夠說在源碼中是隨處可見：map、channel、interface、slice...但凡你能想到的內容，基本都會有unsafe.Pointer的影子。

看字面意思，unsafe.Pointer是「不安全的指針」，指針就指針吧，還安不安全的是個什麼鬼？

接下來，咱們就來了解一下Go的這個「不安全的指針」unsafe.Pointer。

什麼叫變量

在瞭解指針以前，咱們有必要先了解一下什麼叫「變量」。 其實變量就是一個內存地址的名字，這聽起來可能有些奇怪：指針不是地址碼？ 聽我細細來說：此地址非彼地址。一般，咱們要在計算機內存中存數據，咱們會怎麼作？ 咱們確定說：「計算機，在0x0201地址內存一個數100」。就這一句話，別看它糙，實際上在計算機中真就這麼幹的。而後咱們接着說：「在0x0202中存什麼，在0x0203中存什麼，把0x0203中的值變爲0x0201中的值…」

這些「0x0201」、「0x0202」、「0x0203」…這些數字兒是否是不太好記？寫個代碼是否是頭都大了？ 因而聰明的先人給想了個辦法，把這些地址換成代號，「0x0201」我叫x，「0x0202」我給他起個名字叫y，「0x0203」我給他起個名字叫z…

因而 「計算機，在0x0201地址內存一個數100」。就變成了var x int =100。 而這個這個代號就是變量。

0x0201地址    =============》   100

0x0201地址    ======》X ===》   100
複製代碼

果真，計算機界中的任何問題，均可以經過加一箇中間層來解決。(#^.^#)

最後，計算機會在內存中存代號和變量地址的對應關係。

什麼叫指針

咱們印象中的指針這個概念，其實就是一個存了內存地址的對象，這個對象指向的內存地址多是另一個對象、函數或者結構體等。

這個理解沒錯，可是必定要理清楚指針和變量的關係。

在通常的指針中，因爲指針只是一個地址，底層實現是一個unsigned int，因此在C語言中，指針之間的賦值和計算等同類型之間的操做很常見。

如下代碼掃一眼，看看是否知道輸出結果。

#include "stdio.h"



int main(int argc, char const *argv[]) {
    char c = 'b';
    int i = 1000;
    char *cp;
    int *ip;
    
    //指針的正常賦值
    cp = &c;
    ip = &i;
    printf("cp[%p]\n", cp); //cp[0x7ffee904275f]
    printf("ip[%p]\n", ip); //ip[0x7ffee9042758]


    //指針的計算
    cp = cp + 1;
    ip = ip + 1;
    printf("cp[%p]\n", cp); //cp[0x7ffee9042760]
    printf("ip[%p]\n", ip); //ip[0x7ffee904275c]


    //不一樣"類型"指針之間的賦值
    cp = ip;
    printf("cp[%p] ip[%p]\n", cp, ip); //cp[0x7ffee904275c] ip[0x7ffee904275c]


    //不一樣指針之間的比較 輸出true
    if (cp == ip) {
        printf("true\n");
    } else {
        printf("false\n");
    }
}
複製代碼

一般意義上咱們瞭解的不一樣類型的指針，能夠歸爲「同一類型」，不管是int類型的指針仍是char類型的指針，都稱之爲「指針類型」。 指針指向對象類型的約束對指針自己而言很是弱，由於在一般C語言中的定義不一樣類型的指針，只是爲了調用的方便。例如一個指針指向了某一個結構體，那麼我寫代碼的時候就能夠方便的使用該結構體的屬性字段；能夠說一般意義上的C指針，是個「萬能類型」的，啥類型的指針都和void*同樣，萬能！ 因此，在C語言中，假如不使用指針，能夠認爲是機器在幫咱們「打理」內存。

可是假如咱們使用了指針，因爲指針的自由度很是大，咱們就能夠本身「打理」內存了（PS:這裏的打理僅限內存指向問題，分配和清除確定必然不行）。

Go中經常使用的指針

在C語言中，指針的操做是徹底不被約束的，這就很是的危險：程序猿在寫的時候就得細心一點，拿着指針操做太多，指來指去，指到不應指的地方，就很差了~

因此Go語言在設計的時候，也考慮到了這個問題，就給現有的指針加了約束：把指針類型的數據當成了一種數據類型，在編譯的時候作嚴格判斷。

舉個例子來講：*int 和*string是兩種不一樣的類型，那既然類型都不一樣，那麼*int的數據就不可以和*string類型的數據進行「互通」了，既不能相互賦值，也不能相互比較； 能不能加減運算呀？固然不能，由於「數字兒」是整型，*int或者*string是其餘類型而非整型。

Go語言就給指針套了個「類型」的帽子，一會兒把指針限制的死死的了。

並且Go最後規定：指針類型還不能相互強制轉換。 咱們知道：int和string是能夠相互轉換的，既然指針歸根究竟是地址，也就是數字兒，那指針類型和int之間可否相互強制類型轉換呢？答案是不行！ 那*int和*string之間是否能夠強制類型轉換呢？答案是更不行，若是能強制轉換了，前面說的給指針套的那頂「類型」的帽子，是否是就白作了？

unsafe.Pointer

好了，扯了那麼多，終於到正題了。那麼unsafe.Pointer指針是什麼呢？ 其實就一句話：就是C語言中那個牛逼到爆的什麼都能指的不安全的指針。再確切一點是：void*。

unsafe.Pointer源碼就兩行：

type ArbitraryType int //表示任何類型
type Pointer *ArbitraryType //表示任何類型的指針
複製代碼

unsafe.Pointer的源碼註釋還提供了關於unsafe.Pointer的四點重要的使用規則：

一、Go語言常規的任何類型的指針均可以轉化爲unsafe.Pointer類型
二、unsafe.Pointer類型能夠轉化爲Go語言常規的任何類型的指針。
三、uintptr這個類型能夠轉化爲unsafe.Pointer
四、unsafe.Pointer能夠轉化爲uintptr
複製代碼

看完規則，你可能會問：uintptr是啥？ 來，沒有比源碼更好的解釋的了：

注意看uintptr的位置，和int以及uint在一個包內，你能夠認爲uintptr與它們"同類"，只不過是指針的專屬而已，可是你想本身定義用也能用。

對於unsafe.Pointer，多用於Go的編譯時期；因爲它能夠繞過類型系統，直接去訪問內存，因此它用起來效率會比較高，可是官方的態度是不太建議使用的，由於不太安全。我我的建議也是能不用就不用：畢竟爲了這點兒效率帶來的額外的附加成本比較高。

好了，咱們最後總結一下Go的指針：

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