安全代码与不安全代码

Question

今天阅读了关于安全和不安全代码的这个问题，然后在MSDN上阅读了相关内容，但我仍然不理解。为什么要在C#中使用指针？这纯粹是为了速度吗？

- Lumpy

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如果你是一个明智的人，那么你永远不会“想要”在C#中使用指针。它们存在于那些无论你是否“想要”，都必须在C#中使用指针的情况下。 :-) - Eric Lippert

Answer 1

使用不安全代码的原因有三个：

• API (正如John所指出)
• 获取数据的实际内存地址 (例如访问内存映射硬件)
• 访问和修改数据的最高效方式 (时间关键性能要求)

- Keith Adler

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对于时间敏感的应用程序来说，使用.NET本身并不明智。垃圾回收器是不确定性的，可能会在任何时刻触发。这基本上会破坏你的时间敏感应用程序。 顺便提一下，我同意其他观点！ - Henri

我听到过使用不安全的C#的另一个原因是确保安全敏感信息（例如密码或私有加密密钥）在确定性时间点从内存中删除。否则，密码可能会一直停留在内存中，直到其他人想要写入相同的位置。 - harms

Answer 2

有时候，你需要指针来将C#与底层操作系统或其他本地代码接口化。强烈不建议这样做，因为它是“不安全的”（自然而然）。

只有在极少数情况下，你的性能如此CPU绑定，以至于你需要那微小额外的性能。我的建议是，在汇编或C / C ++中编写这些CPU密集型模块的单独模块，导出API，并让你的.NET代码调用该API。一个可能的附加好处是，你可以将平台特定的代码放在未管理的模块中，并使.NET平台无关。

- John Källén

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为什么你建议在处理性能敏感的代码时切换编程语言？其优势并不是很清晰。为什么不使用C#语言的全部特性呢？ - Jeffrey L Whitledge

选择正确的工具做正确的事？如果我要处理指针和其他低级别的工作，我宁愿使用C/C++，因为我有很多可用的工具。在C#中不支持内联汇编、基于指针和其他位操作等有用的功能。 - John Källén

我同意，在编写汇编或C代码时，您需要关注您的代码是如何编译的。 - ChaosPandion

当从C#到C进行编组和反编组时，使用汇编或优化代码获得的性能大部分都会消失。 - Henri

即使使用不安全的C#，您仍然在托管环境中工作。 JIT可以针对正确的CPU进行优化，并在适当时执行其他优化（如内联方法）。如果您不需要另一种语言的额外功能，并且已经在使用C#编写代码，并且想要进行指针操作以提高性能，则我认为“unsafe” C#是正确的选择。 - Jeffrey L Whitledge

我同意你的观点，如果你只是在内存块上跳舞而没有调用特定于平台的功能，那么在C#的范围内保持合理可能是合理的。@Henri：你应该尽量确保你的非托管API足够细粒度，这样你就不需要在紧密循环中调用它，否则会影响性能。就像你不会通过调用SetPixel() width * height次来绘制位图，而是调用BitBlt一样。 - John Källén

Answer 3

我通常不使用它，但有时它非常有用：

• 用于处理原始缓冲区（图形等）的性能
• 某些非托管API所需（对于我来说也非常罕见）
• 为了欺骗数据

例如，在我维护的一些序列化代码中，将一个float写入流而无需使用BitConverter.GetBytes（每次都创建一个数组）是很痛苦的 - 但我可以欺骗:

float f = ...;
int i = *(int*)&f;

现在我可以使用 shift (>>) 等符号更轻松地编写 i，而不是编写 f（字节将与调用 BitConverter.GetBytes 相同，并且现在我通过选择如何使用 shift 来控制字节序）。

- Marc Gravell

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我理解你为什么这样做，但那段C#代码让我感到不舒服。 - Stephan

我看到这个（代码）时不禁笑了出来：for cheating with data。你真逗啊我的朋友！虽然我从没试过，但这个例子确实说得通！ - Mike Perrenoud

Answer 4

至少有一个托管的 .Net API 经常使使用指针不可避免。请参见 SecureString 和 Marshal.SecureStringToGlobalAllocUnicode。

获取 SecureString 的明文值的唯一方法是使用其中一个 Marshal 方法将其复制到非托管内存中。

- Olly