Question

在C＃中，可以声明一个具有指针类型成员的结构（或类），如下所示：

unsafe struct Node
{
  public Node* NextNode;
}

使用这种结构是否安全（错误......暂时忽略具有讽刺性的小unsafe旗...）？我的意思是在堆上长期存储。根据我的理解，GC可以自由移动，当它更新对已被移动的内容的引用时，它是否也更新了指针？我猜不是，这会使这种结构非常不安全，对吗？

我确信这样做有更好的选择，但称之为病态的好奇心。

编辑：似乎有些混乱。我知道这不是一个很好的结构，我纯粹想知道这是否是一个安全的结构，即：指针是否保证指向你最初指向它的东西？

原始C代码用于遍历树（深度优先）而不进行递归，其中树存储在数组中。然后通过递增指针遍历数组，除非满足某个条件，然后将指针设置为NextNode，其中遍历继续。当然，在C＃中也可以通过以下方式完成：

struct Node
{
  public int NextNode;
  ... // other fields
}

int是下一个节点数组中的索引。但是出于性能原因，我最终会使用指针和fixed数组进行调整以避免边界检查，并且原始的C代码看起来更自然。

Answer 1

使用这种结构是否安全？我的意思是在堆上长期存储。

是。这样做通常是愚蠢，痛苦和不必要的，但这是可能的。

根据我的理解，GC可以随意移动，当它更新对已被移动的内容的引用时，它是否也会更新指针？

没有。 这就是我们让您将其标记为不安全的原因。

我猜不，这会使这种结构非常不安全，对吗？

正确。

我确信这样做有更好的选择，但称之为病态的好奇心。

肯定有。

是保证指向你最初指向它的指针的指针吗？

除非您确保发生这种情况。有两种方法可以做到这一点。

方法一：告诉垃圾收集器不要移动内存。有两种方法可以做到这一点：

使用“fixed”语句修复变量。
使用互操作服务在一个地方为您希望保持活动的结构创建一个gc句柄。

执行上述任何一项操作都很可能会破坏垃圾收集器的性能。

方式二：不要引用垃圾收集器可能移动的内存。有两种方法可以做到这一点：

仅获取局部变量，值参数或堆栈分配块的地址。当然，在这样做时，您需要确保指针的存活时间不会超过相关的堆栈帧，否则，您将引用垃圾。
从非托管堆中分配一个块，然后在该块内使用指针。在本质上，实现自己的内存管理器。您需要正确实现新的自定义内存管理器。小心。

Answer 2

为什么不：

struct Node
{
    public Node NextNode;
}

或至少：

struct Node
{
    public IntPtr NextNode;
}

您可以使用fixed语句来阻止GC移动指针。

Answer 3

是的，垃圾收集器可以移动对象，不，它不会更新你的指针。您需要修复指向的对象。有关详细信息，请参阅此memory management explanation。

你可以修复这样的对象：

  unsafe {
     fixed (byte* pPtr = object) {
         // This will fix object in the memory
        }
     }
  }

指针的优点通常是性能和与其他不安全代码的交互。没有越界检查等，加速你的代码。但就像你在编程中一样C你必须非常小心你正在做的事情。

Answer 4

已排除一些明显的完整性检查。显而易见的问题是，您必须分配超出您需要的数量，因为您无法重新分配缓冲区，因为关键字已修复意味着。

public unsafe class NodeList
{
    fixed Node _Nodes[1024];
    Node* _Current;

    public NodeList(params String[] data)
    {
        for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            _Nodes[i].Data = data[i];
            _Nodes[i].Next = (i < data.Length ? &_Nodes[i + 1] : null);     
        }

        _Current = &_Nodes[0];
    }

    public Node* Current()
    {
        return _Current++;  
    }
}

public unsafe struct Node
{
    public String Data;
    public Node* Next;
}

Answer 5

一个危险的想法，但它可能有效：

当你的结构数组超过一定的大小（85000字节）时，它将被分配到Large Object Heap，在那里扫描和收集块但不移动...

链接文章指出了较新的CLR版本可能会在LOH上移动内容的危险......

C＃：将指针类型用作字段？

5 个答案: