Golang中的对齐方式

Question

我正在使用golang实现网络数据包。这个数据包已经在C++中实现过了。 目的是让用golang实现的客户端与用C++实现的服务器进行通信。

他们将通过数据包进行通信。数据包的结构如下：

type Packet struct {
    length   uint32
    nameLen  uint8
    data     []byte
} // in golang

struct Packet {
    uint32_t length;
    uint8_t  nameLen;
    byte     data[];
} // in C++

它们的底层结构是字节数组。当以字节数组格式接收消息时，我们需要将其转换为数据包。

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

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

为了让它们进行通信，它们的结构对齐应该保持一致。

问题来了： 在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 中设置结构体字段对齐方式？

Q2：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出现对齐不匹配的情况？

- Cubey Mew

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非常肯定。使用encoding/binary逐个拆分字段，而不是依赖于在不同语言和架构之间一次性解包整个内容。 - Adrian

Q1：不行。Q2：可以的：要写一些代码，而不是用魔法。 - Volker

谢谢大家。我会逐一解包这些字段。 - Cubey Mew

Answer 1

根据Adrian和Volker的评论，

问题1：不行。

问题2：进行一些编程以逐个解包字段。

在encoding/binary包中，我们有

func PutUVarint

它将一个uint64编码到buf中，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)

- Cubey Mew

Answer 2

你可以以不安全的方式执行与c / c ++相同的操作。 只需使用超大的定宽字节数组即可。 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] )
}

- rouzier