c# - 使用 LayoutKind.Explicit 绕过 "unsafe"指针是否合法？

Question

我有代码使用指针对数据 block 进行异或，速度很快，但我想摆脱对程序集的“不安全”要求。如果我将其更改为使用 LayoutKind.Explicit 并将“ulong[]”覆盖在“byte[]”之上，我基本上在做与指针相同的事情，但它似乎同样危险。这两者之间的主要区别在于“安全”版本的速度大约是“不安全”版本的 1/2。

这是绕过“不安全”程序集的合法方法，还是一次访问 byte[] 1 个字节是安全执行此操作的唯一合法方法？

private unsafe static void UnsafeEncode(
    byte[] buffer, int bufPos, ulong[] vector, int SectionLength, byte vectorIndex)
{
    fixed (byte* p = &buffer[bufPos])
    {
        ulong* pCur = (ulong*)p;
        ulong* pEnd = pCur + SectionLength;
        while (pCur < pEnd)
        {
            *pCur ^= vector[vectorIndex++];
            pCur++;
        }
    }
}

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
private struct ArrayOverlay
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte[] Bytes;
    [FieldOffset(0)]
    public ulong[] Longs;
}

private static void SafeEncode(
    byte[] buffer, int bufPos, ulong[] vector, int SectionLength, byte vectorIndex)
{
    var overlay = new ArrayOverlay { Bytes = buffer };
    int shiftleft = (bufPos & 7) << 3;
    int pos = bufPos >> 3;
    if (shiftleft == 0)
    {
        for (int i = 0; i < SectionLength; i++)
            overlay.Longs[i + pos] ^= vector[vectorIndex++];
    }
    else
    {
        int shiftright = (64 - shiftleft) & 63;
        ulong oldVec = 0;
        for (int i = 0; i < SectionLength; i++)
        {
            var vec = vector[vectorIndex++];
            overlay.Longs[i + pos] ^= (vec << shiftleft) | (oldVec >> shiftright);
            oldVec = vec;
        }
        overlay.Longs[SectionLength + pos] ^= (oldVec >> shiftright);
    }
}

Answer 1

Is this a legitimate way to get around having an "unsafe" assembly, or is accessing the byte[] 1 byte at a time the only legitimate way to do this in a safe manner?

这是合法的，因为它 1) 有效，并且 2) 可以产生正确的结果。

诚然，它不一定“安全”，因为您可以通过这样做来做“讨厌”的事情，但它仍然会起作用。在这种情况下，您肯定违反了安全代码的精神，因为您可以做“安全”代码中不允许的事情，例如有效地绕过数组长度检查并导致缓冲区溢出。

一次访问数组一个元素更符合“安全”代码的精神，但有时使用这样的技巧很有值(value)，因为它提供了一种需要时的性能机制.如果您的特定场景需要性能，并且正常机制无法充分执行，这可能是一种使代码“工作”的方法，因为它满足您的规范(性能要求)，而不会违反标记一个安全约束装配不安全。