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golang中的对齐

来源：stackoverflow
2024-05-01 14:24:35
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从现在开始，我们要努力学习啦！今天我给大家带来《golang中的对齐》，感兴趣的朋友请继续看下去吧！下文中的内容我们主要会涉及到等等知识点，如果在阅读本文过程中有遇到不清楚的地方，欢迎留言呀！我们一起讨论，一起学习！

问题内容

我正在 golang 中实现一个网络数据包。它已经用 c++ 实现了。 目的是让golang实现的客户端与c++实现的服务器进行通信。

他们将通过数据包进行通信。数据包结构为：

type packet struct {
    length   uint32
    namelen  uint8
    data     []byte
} // in golang

struct packet {
    uint32_t length;
    uint8_t  namelen;
    byte     data[];
} // in c++

它们的下划线结构是字节数组。当接收到字节数组格式的消息时。我们需要将其转换为packet。

auto p = reinterpret_cast<packet*>(buffer); // in c++
(buffer's alignment is manually set as 64)

p := (packet)(unsafe.pointer(&buffer)) // in golang

为了使它们能够通信，它们的结构对齐应该保持相同。

问题来了： 打印出它们的对齐方式后，我得到：

type Packet struct {
    length  uint32 // alignment 8
    nameLen uint8  // alignment 8
    data    []byte // alignment 8
}
struct Packet {
    uint32_t length;  // alignment 4
    uint8    nameLen; // alignment 4
    data     []byte;  // alignment 1
}

由于对齐方式不同，它们会对消息进行不同的解码。

我无法更改 c++ 代码。

问题1：golang中有没有办法设置结构体字段对齐？

问题2：是否有更好的方法来实现golang packet，以避免将缓冲区转换为数据包时对齐不匹配？

解决方案

根据 adrian 和 volker 的评论，

第一个问题：否

q2：进行一些编程来单独解包字段。

在encoding/binary包中，我们有

func putuvarint

它将 uint64 编码为 buf 并返回写入的字节数。 不知何故，这个包没有公共函数来编码 uint32。 所以我做了类似的事情：

func putuint32(b []byte, v uint32) {
    _ = b[3] // early check
    b[0] = byte(v)
    b[1] = byte(v >> 8)
    b[2] = byte(v >> 16)
    b[3] = byte(v >> 24)
} // assume it's littleendian

// to store packet length into buffer.
putuint32(buffer, pkt.length)

您可以以不安全的方式执行与 c/c++ 相同的操作。

只需使用超大的固定宽度字节数组即可。

话虽如此，您需要进行自己的边界检查。

package main

import (
    "unsafe"
    "runtime"
    "reflect"
    "fmt"
)

type Packet struct {
    length  uint32     // alignment 4
    nameLen uint8      // alignment 1
    data    [2048]byte // alignment 1
}

func NewPacketFromBuffer(buffer []byte) *Packet {
    sh := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&buffer))
    packet := (*Packet)(unsafe.Pointer(sh.Data))
    runtime.KeepAlive(buffer) // So the buffer will not be garbage collected
    return packet
}


func main () {
   buffer := []byte{9,0,0,0,4,'d','a','t','a'};
   p := NewPacketFromBuffer(buffer)
   fmt.Printf("length : %d, nameLen : %d, name: %s\n", p.length, 
    p.nameLen, p.data[0:p.nameLen] )
}

文中关于的知识介绍，希望对你的学习有所帮助！若是受益匪浅，那就动动鼠标收藏这篇《golang中的对齐》文章吧，也可关注米云公众号了解相关技术文章。