在 go 中使用从 []byte 到 string 的不安全转换可能会产生什么后果？

Question

[]byte转换为的首选方式string是：

var b []byte
// fill b
s := string(b)

在此代码中复制字节片，这在性能很重要的情况下可能会出现问题。

当性能至关重要时，可以考虑执行不安全转换：

var b []byte
// fill b
s :=  *(*string)(unsafe.Pointer(&b))

我的问题是：使用不安全转换时会出现什么问题？我知道这string应该是不可变的，如果我们改变b，s它也会改变。但仍然：那又怎样？难道这一切都可能发生吗？

Answer 1

修改语言规范保证不可变的内容是一种叛国行为。

由于规范保证strings 是不可变的，因此允许编译器生成缓存其值的代码，并基于此进行其他优化。您不能string以任何正常方式更改 s 的值，如果您采用肮脏的方式（如 package unsafe）仍然这样做，您将失去规范提供的所有保证，并且通过继续使用修改后的strings，您可能会随机地遇到“错误”和意想不到的事情。

例如，如果您使用 astring作为映射中的键，并且string在将其放入映射后更改了，则您可能无法使用原始值或修改后的值string（这是依赖于实现）。

为了演示这一点，请参见以下示例：

m := map[string]int{}
b := []byte("hi")
s := *(*string)(unsafe.Pointer(&b))
m[s] = 999

fmt.Println("Before:", m)

b[0] = 'b'
fmt.Println("After:", m)

fmt.Println("But it's there:", m[s], m["bi"])

for i := 0; i < 1000; i++ {
    m[strconv.Itoa(i)] = i
}
fmt.Println("Now it's GONE:", m[s], m["bi"])
for k, v := range m {
    if k == "bi" {
        fmt.Println("But still there, just in a different bucket: ", k, v)
    }
}

输出（在Go Playground上尝试）：

Before: map[hi:999]
After: map[bi:<nil>]
But it's there: 999 999
Now it's GONE: 0 0
But still there, just in a different bucket:  bi 999

起初，我们只是看到一些奇怪的结果：simplePrintln()无法找到它的值。它看到了一些东西（找到了键），但值显示为nil甚至不是值类型的有效值（ isint的零值）。int0

如果我们将地图变大（添加 1000 个元素），地图的内部数据结构就会被重组。此后，我们甚至无法通过使用适当的密钥显式请求来找到我们的值。当迭代我们找到它的所有键值对时，它仍然在映射中，但由于哈希码随着值的变化而变化string，很可能在与它所在的位置（或它应该在的位置）不同的存储桶中搜索它是）。

另请注意，使用 package 的代码unsafe可能会像您现在期望的那样工作，但是相同的代码在 Go 的未来（或旧）版本中可能会完全不同（意味着它可能会崩溃），因为“导入不安全的包可能是不可移植的，并且不受 Go 1 兼容性指南的保护”。

此外，您可能会遇到意外错误，因为修改后的内容string可能以不同的方式使用。有人可能只是复制字符串标题，有人可能复制其内容。看这个例子：

b := []byte{'h', 'i'}
s := *(*string)(unsafe.Pointer(&b))

s2 := s                 // Copy string header
s3 := string([]byte(s)) // New string header but same content
fmt.Println(s, s2, s3)
b[0] = 'b'

fmt.Println(s == s2)
fmt.Println(s == s3)

我们创建了 2 个新的局部变量s2并s3使用s，s2通过复制 的字符串标头进行初始化s，并s3使用新string值（新字符串标头）进行初始化，但内容相同。现在，如果您修改原始字符串s，您会期望在正确的程序中将新字符串与原始字符串进行比较，您将得到相同的结果，无论是 或true（false基于是否缓存了值，但应该是相同的）。

但输出是（在Go Playground上尝试一下）：

hi hi hi
true
false