《GO语言圣经》学习笔记(十)反射与底层编程

前言

终于看完了,不亏是“圣经”,内容充实,示例充足,确实是语言学习的一本宝典。希望自己以后能够多翻翻看看相信会有不一样的收货

知识点

reflect.Type和reflect.Value

函数 reflect.TypeOf 接受任意的 interface{} 类型, 并以reflect.Type形式返回其动态类型,因为 reflect.TypeOf 返回的是一个动态类型的接口值, 它总是返回具体的类型

t := reflect.TypeOf(3)  // a reflect.Type
fmt.Println(t.String()) // "int"
fmt.Println(t)          // "int"

函数 reflect.ValueOf 接受任意的 interface{} 类型, 并返回一个装载着其动态值的 reflect.Value

v := reflect.ValueOf(3) // a reflect.Value
fmt.Println(v)          // "3"
fmt.Printf("%v\n", v)   // "3"
fmt.Println(v.String()) // NOTE: "<int Value>"

unsafe.Sizeof

unsafe.Sizeof函数返回操作数在内存中的字节大小,参数可以是任意类型的表达式,但是它并不会对表达式进行求值。一个Sizeof函数调用是一个对应uintptr类型的常量表达式,因此返回的结果可以用作数组类型的长度大小,或者用作计算其他的常量。

import "unsafe"
fmt.Println(unsafe.Sizeof(float64(0))) // "8"

unsafe.Alignof & unsafe.Offsetof

unsafe.Alignof 函数返回对应参数的类型需要对齐的倍数. 和 Sizeof 类似, Alignof 也是返回一个常量表达式, 对应一个常量. 通常情况下布尔和数字类型需要对齐到它们本身的大小(最多8个字节), 其它的类型对齐到机器字大小.

unsafe.Offsetof函数的参数必须是一个字段 x.f, 然后返回 f 字段相对于 x 起始地址的偏移量, 包括可能的空洞.

示例:

var x struct {
    a bool
    b int16
    c []int
}

下面显示了对x和它的三个字段调用unsafe包相关函数的计算结果:

// 32位系统:
Sizeof(x)   = 16  Alignof(x)   = 4
Sizeof(x.a) = 1   Alignof(x.a) = 1 Offsetof(x.a) = 0
Sizeof(x.b) = 2   Alignof(x.b) = 2 Offsetof(x.b) = 2
Sizeof(x.c) = 12  Alignof(x.c) = 4 Offsetof(x.c) = 4

// 64位系统:
Sizeof(x)   = 32  Alignof(x)   = 8
Sizeof(x.a) = 1   Alignof(x.a) = 1 Offsetof(x.a) = 0
Sizeof(x.b) = 2   Alignof(x.b) = 2 Offsetof(x.b) = 2
Sizeof(x.c) = 24  Alignof(x.c) = 8 Offsetof(x.c) = 8

unsafe.Pointer

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。

package math

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

fmt.Printf("%#016x\n", Float64bits(1.0)) // "0x3ff0000000000000"
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

请慎用reflect包 和 unsafe包!

  • reflect包可能会导致性能问题,且反射可能会是一个不稳定的因素,因为传入类型可能是不可控的,如果需要使用,请尽量限制好使用场景
  • unsafe包听名字就知道要慎用,这个包让程序员可以透过这个绝缘的抽象层直接使用一些必要的功能,虽然可能是为了获得更好的性能。但是代价就是牺牲了可移植性和程序安全,因此使用unsafe包是一个危险的行为

引用

完结撒花,谢谢!

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