高效使用Go中的指针

Go中的指针有两种,一种是内置类型uintptr,本质是一个整型,另一种是unsafe包提供的Pointer,表示可以指向任意类型的指针。通常uintptr用来进行指针计算,因为它是整型,所以很容易计算出下一个指针所指向的位置,而unsafe.Pointer用来进行桥接,用于不同类型的指针进行互相转换。

Go中也提供了unsafe.Pointer和uintptr使用的一些准则。

有了这些基本概念,我们可以怎么玩呢?

通常我们将byte[]转换成string是这样做的:

b := byte[]("Peppa")
string(b)

这个方式有个问题,就是会分配一份内存并进行拷贝,更高效的方式应该是不分配任何内存,在原有内存上进行类型转换。

slice 本质是一个结构体,里面含有指向底层数组的指针以及Len、Cap成员,通过reflect包可以看到slice是这样表示的:

type SliceHeader struct {
    Data uintptr
    Len  int
    Cap  int
}

其中Data是指向底层数组第一个元素的指针。byte slice之所以能在原有内存上转换成string是因为string结构和slice比较像,通过reflect包可以看到string是这样表示的:

type StringHeader struct {
    Data uintptr
    Len  int
}

所以我们只要在原始内存上构造出来StringHeader就可以了。

sh := reflect.StringHeader{
    uintptr(unsafe.Pointer(&b[0])),
    len(b),
}

其中Data指向的是slice的第一个元素,Len是slice的长度。这里使用unsafe.Pointer进行了桥接。
创建好StringHeader对象,下一步就是将其转换成string类型的对象,如何做呢?还是通过unsafe.Pointer进行桥接。

*(*string)(unsafe.Pointer(&sh))

先将StringHeader类型的指针转换到unsafe.Pointer,然后再将unsafe.Pointer转换成string类型的指针,最后通过指针取值获得实际的值。
这种通过unsafe.Pointer进行类型转换的方式在unsafe包中也进行了说明,其中举的例子就是math包中的Float64bits方法:

func Float64bits(f float64) uint64 {
    return *(*uint64)(unsafe.Pointer(&f))
}

我们可以验证两种方式是否重新分配了内存。

import (
    "github.com/davecgh/go-spew/spew"
    "unsafe"
    "reflect"
    "fmt"
)

func byteToString(b []byte) string {
    return string(b)
}

func byteToStringNoAlloc(b []byte) string {
    if len(v) == 0 {return ""}
    sh := reflect.StringHeader{uintptr(unsafe.Pointer(&b[0])), len(b)}
    return *(*string)(unsafe.Pointer(&sh))
}

func main() {
    b := []byte("Peppa")
    fmt.Println("切片第一个元素: ", spew.Sdump(&b[0]))

    str := byteToString(b)
    sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str))
    fmt.Println("分配内存的方式: ", spew.Sdump(sh))

    strNoAlloc := byteToStringNoAlloc(b)
    shNoAlloc := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&toStr))
    fmt.Println("不分配内存的方式: ", spew.Sdump(shNoAlloc))
}

这种方式会带来一个比较严重的问题,Data指向的内存可能随时会被回收,因为uintptr是不安全的,所以当那段内存被回收后,这种在原始内存上进行转换的操作可能会导致panic,所以在使用这种方式时要保持警惕。

unsafe包也提供了安全的stringHeader和sliceHeader,不过它们没有暴露出来,所以暂时还没有办法避免内存不被回收的类型转换。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,772评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,458评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,610评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,640评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,657评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,590评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,962评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,631评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,870评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,611评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,704评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,386评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,969评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,944评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,179评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,742评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,440评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容