Эндрю Троелсен - ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание

struct Point {

public int x;

public int y;

public override string ToString() { return string.Format ("({0}, {1})" , x, y); }

}

static void Main(string[] args) {

// Доступ к членам через указатели.

unsafe {

Point point;

Point* p =&point;

p-›x = 100;

p-›y = 200;

Console.WriteLine(p-›ToString());

}

// Доступ к членам через разыменование указателей.

unsafe {

Point point;

Point* p =&point;

(*p).x = 100;

(*p).y = 200;

Console.WriteLine((*p).ToString());

}

}

В небезопасном контексте может понадобиться объявление локальной переменной, размещаемой непосредственно в памяти стека вызовов (и таким образом не подлежащей "утилизации" при сборке мусора .NET). Чтобы сделать такое объявление, в C# предлагается ключевое слово stackalloc являющееся C#-эквивалентом функции alloca из библиотеки времени выполнения C. Вот простой пример.

unsafe {

char* p = stackallocchar[256];

for (int k = 0; k ‹ 256; k++) p[k] = (char)k;

}

Как показывает предыдущий пример, задачу размещения элемента в памяти в рамках небезопасного контекста можно упростить с помощью ключевого слова stackalloc. В силу самой природы этой операции соответствующая память очищается, как только происходит возврат из метода размещения (поскольку память выбирается из стека). Но рассмотрим более сложный пример. В процессе обсуждения операции -› вы создали характеризуемый значением тип Point. Подобно всем типам, характеризуемым значениями, выделенная для него память в стеке освобождается сразу же после исчезновения контекста выполнения. Теперь, для примера, предположим что тип Point был определен как ссылочный тип.

classPoint { //‹= Теперь это класс!

public int x;

public int у;

public override string ToString() { return string.Format("({0}, {1})", x, y); }

}

Вы хорошо знаете о том, что если вызывающая сторона объявляет переменную типа Point, для нее выделяется динамическая память, являющаяся объектом для сборки мусора. Тогда возникает вопрос: что произойдет, если небезопасный контекст попытается взаимодействовать с соответствующим объектом (или любым другим объектом в динамической памяти)? Поскольку сборка мусора может начаться в любой момент, представьте себе всю болезненность доступа к членам Point, когда идет очистка динамической памяти. Теоретически возможно, что небезопасный контекст будет пытаться взаимодействовать с членом, который больше не доступен или занимает новое положение в динамической памяти, "пережив" очередную генерацию чистки (и это, очевидно, является проблемой).

Чтобы блокировать переменную ссылочного типа в памяти из небезопасного контекста, в C# предлагается ключевое слово fixed. Оператор fixed устанавливает указатель на управляемый тип и "закрепляет" переменную на время выполнения оператора. Без ключевого слова fixed в применении указателей на управляемые переменные было бы мало смысла, поскольку в результате сборки мусора. такие переменные могут перемещаться непредсказуемым образом. (На самом деле компилятор C# вообще не позволит установить указатель на управляемую переменную, если в операторе не используется ключевое слово fixed.)

Так что, если вы создадите тип Point (сейчас переопределенный, как класс) и захотите взаимодействовать с его членами, то должны записать следующий программный код (иначе возникнет ошибка компиляции).

unsafe public static void Main() {

point pt = new Point();

pt.x = 5;

pt.y = 6;

// Фиксация pt, чтобы не допустить перемещения

// или удаления при сборке мусора.

fixed(int* p =&pt.x) {

// Переменная int* используется здесь.

}

// Теперь pt не зафиксирована и может быть убрана

// сборщиком мусора.

Console.WriteLine("Значение Point: {0}", pt);

}

В сущности, ключевое слово fixed позволяет строить операторы, закрепляющие ссылочную переменную в памяти, чтобы ее адрес оставался постоянным на время выполнения оператора. Для гарантии безопасности обязательно фиксируйте ссылки при взаимодействии со ссылочными типами из небезопасного контекста программного кода.

В заключение обсуждения вопросов, связанных с небезопасным контекстом в C#, рассмотрим ключевое слово sizeof. Как и в C(++), ключевое слово C# sizeof используется для того, чтобы выяснить размер в байтах типа, характеризуемого значениями (но не ссылочного типа), и это ключевое слово может использоваться только в рамках небезопасного контекста. Очевидно, что указанная возможность может оказаться полезной при взаимодействии с неуправляемыми API, созданными на базе C. Использовать ее очень просто.