ℹ️ 本文基于 Go 1.12。
看到 unsafe 这个名称，我们应该尽量避免使用它。想要知道使用 unsafe 包可能产生不安全的原因，我们首先来看看官方文档的描述：
因此，该名称被用作提示 unsafe 包可能带来 Go 类型的不安全性。现在我们来深入探讨一下文档中提到的两点。
类型安全
在 Go 中，每个变量都有一个类型，可以在分配给另一个变量之前转换为另一个类型。在此转换期间，Go 会对此数据执行转换，以适应请求的类型。来看下面这个例子：
var i int8 = -1 // -1 二进制 表示 : 11111111
var j = int16(i) // -1 二进制表示 : 11111111 11111111
println(i, j) // -1 -1
unsafe 包让我们可以直接访问此变量的内存，并将原始二进制值存储在此地址中。当我们想绕过类型约束时，我们可以根据需要使用它：
var k uint8 = *(*uint8)(unsafe.Pointer(&i))
println(k) // 255 is the uint8 value for the binary 11111111
现在，原始值被解释为 uint8，而没有使用先前声明的类型（int8）。如果你有兴趣深入了解此主题，我建议你阅读我关于 使用 Go 进行 Cast 和 Conversion[1] 的文章。
Go 1 兼容性指南
Go 1 的指南[2] 清楚地解释了如果他们修改了底层的实现，unsafe 包的使用可能导致你的代码无法运行：
导入 unsafe 软件包 可能取决于 Go 实现的内部属性。我们保留做导致奔溃的修改的权利。
我们应该记住，在 Go 1 中，内部实现可能会发生变化，我们可能会遇到像这个 Github issue[3] 中类似的问题，两个版本之间的行为略有变化。但是，Go 标准库在许多地方也使用了 unsafe 包。
在 Go 的 reflect 包中使用
reflection 包是最常用的包之一。反射基于空接口包含的内部数据。要读取数据，Go 只是将我们的变量转换为空接口，并通过将与空接口的内部表示匹配的结构和指针地址处的 内存映射 来读取它们：
func ValueOf(i interface{}) Value {
[...]
return unpackEface(i)
}
// unpackEface converts the empty interface i to a Value.
func unpackEface(i interface{}) Value {
e := (*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i))
[...]
}
变量 e 现在包含有关值的所有信息，例如类型或是否已导出值。反射还使用 unsafe 包通过直接更新内存中的值来修改反射变量的值，如前所述。
在 Go 的 sync 包中使用
unsafe 包的另一个有趣用法是在 sync 包中。如果你不熟悉 sync 包，我建议你阅读我的关于 sync.Pool 的设计[4] 的一篇文章。
这些池通过一段内存在所有 Goroutine/processors 之间共享，所有 Goroutine 都可以通过 unsafe 包访问该内存：
func indexLocal(l unsafe.Pointer, i int) *poolLocal {
lp := unsafe.Pointer(uintptr(l) + uintptr(i)*unsafe.Sizeof(poolLocal{}))
return (*poolLocal)(lp)
}
变量 l 是内存段，i 是处理器编号。函数 indexLocal 只读取此内存段 – 包含 X（处理器数量）poolLocal 结构体 – 具有与其读取的索引相关的偏移量。存储指向完整内存段的指针是实现共享池的一种非常轻松的方法。
在 Go 的 runtime 包中使用
Go 还在 runtime 包中使用了 unsafe 包，因为它必须处理内存操作，如堆栈分配或释放堆栈内存。堆栈在其结构中由两个边界表示：
type stack struct {
lo uintptr
hi uintptr
}
那么 unsafe 包将有助于进行操作：
func stackfree(stk stack) {
[...]
v := unsafe.Pointer(stk.lo)
n := stk.hi - stk.lo
// 然后基于指向堆栈的指针释放内存
[...]
}
如果你想进一步了解堆栈，我建议你阅读我关于 堆栈大小及其管理的文章[5] 。
此外，在某些情况下，我们也可以在我们的应用程序中使用此包，例如结构之间的转换。
unsafe 包对开发人员的用处
unsafe 包的一个很好的用法是使用相同的底层数据转换两个不同的结构，这是转换器无法实现的：
type A struct {
A int8
B string
C float32
}
type B struct {
D int8
E string
F float32
}
func main() {
a := A{A: 1, B: `foo`, C: 1.23}
//b := B(a) 不能转换 a (type A) 到 type B
b := *(*B)(unsafe.Pointer(&a))
println(b.D, b.E, b.F) // 1 foo 1.23
}
源码：
unsafe 包中另一个不错的用法是 ，它可以帮助你理解结构内存对齐的大小。
总之，该软件包非常有趣且功能强大，但是应该谨慎使用。此外，如果你对 unsafe 包的将来的修改有建议，你可以在 Github for Go 2[8] 中提 Issue。
via:
作者： Vincent Blanchon[9] 译者： 咔叽咔叽[10] 校对： magichan[11]
本文由 GCTT[12] 原创编译， Go 中文网[13] 荣誉推出
文中链接
[1]
使用 Go 进行 Cast 和 Conversion:
[2]
Go 1 的指南: #expectations
[3]
Github issue:
[4]
sync.Pool 的设计:
[5]
堆栈大小及其管理的文章:
[6]
[7]
[8]
Github for Go 2:
[9]
Vincent Blanchon:
[10]
咔叽咔叽:
[11]
magichan:
[12]
GCTT:
[13]
Go 中文网:
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- 『GCTT出品』unsafe.Pointer 和系统调用
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