golang中的对齐方式答案

【问题标题】：Alignment in golanggolang中的对齐方式
【发布时间】：2019-05-15 03:23:53
【问题描述】：

我正在用 golang 实现一个网络数据包。它已经在 C++ 中实现。目的是让 golang 实现的客户端与 C++ 实现的服务器通信。

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。接收字节数组格式的消息时。我们需要把它翻译成 Packet。

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

p := (Packet)(unsafe.Pointer(&buffer)) // in golang

为了让它们通信，它们的结构对齐方式应该保持不变。

问题来了：打印出它们的对齐方式后，我得到了这个：

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，他们会以不同的方式解码消息。

我无法更改 C++ 代码。

Q1：有没有办法在golang中设置结构字段对齐方式？

Q2：有没有更好的方法来实现golang Packet，以避免在将缓冲区转换为数据包时避免对齐不匹配？

【问题讨论】：

Q2：非常非常肯定。使用 encoding/binary 单独解压缩字段，而不是指望一次跨不同语言和架构解压缩整个内容。
Q1：不。Q2：是：做一些编程而不是魔术。
谢谢你们。我会一一解包。

标签： go memory alignment

【解决方案1】：

根据阿德里安和沃尔克的评论，

Q1：否

Q2：做一些编程来单独解压字段。

在encoding/binary包中，我们有

func PutUVarint

它将一个 uint64 编码为 buf 并返回写入的字节数。不知何故，这个包没有编码 uint32 的公共功能。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)

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以以不安全的方式执行与 c/c++ 相同的操作。

只需使用一个超大的固定宽度字节数组。

话虽如此，您需要自己进行边界检查。

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] )
}

【讨论】：