12

Предположим есть массив байт

byte[] bytes = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };

и вот такая

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct ByteToUlongConverter
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte[] bytes;

    [FieldOffset(0)]
    public ulong[] ulongs;

    public ByteToUlongConverter(byte[] bytes)
    {
        this.ulongs = null;
        this.bytes = bytes;
    }
}

структура.

Далее с помощью этой структуры я делаю

ByteToUlongConverter conv = new ByteToUlongConverter(bytes);

foreach (ulong ul in conv.ulongs)
    Console.WriteLine($"{ul:X16}");

При этом выводится что-то наподобие

0807060504030201
793C086C00000000
0000000000000000
0000000000000000
0000000000000000
0000000004710B40
00000001793BFDD8
793BED0C00000000

Т.е. выделял я 8 байт, а прочёл 64 (можно даже не только прочесть, но и записать что-то).

Вот эти дополнительные байты они чьи? Что это за память? Т.е. насколько я понимаю мой массив лежит где-то в куче, а это что-то, что лежит рядом. Куча в .Net как организована, она одна на все процессы или у каждого процесса своя куча? Т.е. может ли другой процесс без особых привилегий попытаться считать таким образом что-то в моём процессе?

2
  • Хм, на IdeOne воспроизводится: ideone.com/0CNmCS Бред какой-то, ладно бы это был unsafe-код... 15 ноя 2016 в 6:57
  • Да, включение флага "Allow unsafe code" не требуется.
    – i-one
    16 ноя 2016 в 5:30

2 ответа 2

15

Вы правы, это память из кучи, расположенная сразу за массивом байт. Куча в .NET одна на каждый application domain, или, условно говоря, одна на одно приложение. Сборщик мусора работает именно с кучей, и было бы не очень хорошо, если из-за соседнего приложения пришлось бы останавливать также и ваше приложение, чтобы освободить память.

Однако обратите внимание, что процесс и домен приложения — разные понятия. Процесс это структура ядра Windows, и внутри одного процесса может быть множество доменов приложения, потому что они (предположительно) управляемые — то есть не могут просто так залезть в память друг друга. Но, поскольку это один процесс Windows то теоретически они конечно могут испортить память друг друга, если используют неуправляемый код.

Поэтому .NET не разрешает просто так запускать неуправляемый код (см. раздел Security в An Overview of Managed/Unmanaged Code Interoperability). Другой процесс точно не может залезть в вашу память из-за аппаратных ограничений, и другой домен приложения не сможет, если вы очень явно этого не разрешите.

Кстати, куча тоже не обычная последовательность блоков — для увеличения производительности сборки мусора, она разбита на две части: для маленьких объектов и для больших объектов.

Теперь конкретно про ваш код. Вы располагаете два массива по одному и тому же адресу. В .NET размер массива хранится в самом его начале, для него выделяется 8 байт, то есть число типа System.Int64. Исходный массив имеет длину 8. Когда вы пытаетесь работать с этим массивом, как с массивом ulong'ов, длина остаётся той же, то есть 8, но вот сами элементы становятся больше в 8 раз. Поэтому вы можете прочитать 8 × 8 байт вместо 8.

Но иногда может происходить исключение, связанное с тем, что массив проходит по границе сегмента, выделенного операционной системой, и это будет уже чисто аппаратное исключение. Если вы попытаетесь записать что-то в ulong массив, поведение будет непредсказуемым. Каждый блок в куче предваряется служебным заголовком, поэтому с 9-го байта может быть такой заголовок и расположен, соответственно при следующей сборке мусора приложение может упасть.

5
  • 1
    Лучший ответ. От постороннего читателя спасибо!
    – V. Dmitriy
    15 ноя 2016 в 7:23
  • Вообще, да - там, где у меня это используется, я не только читаю конвертированный массив, но и пишу в него. Думаю, что это не плохо, если не выходить за границы массива (по ulongs я иду в цикле от нуля до bytes.Length/sizeof(ulong) плюс "хвост" по bytes длиной bytes.Length%sizeof(ulong)). Стало, однако, интересно - что там за границей массива и чьё оно.
    – i-one
    16 ноя 2016 в 5:26
  • @i-one, посмотрите в сторону метода BitConverter.ToUInt64. Работать будет чуть медленнее, зато метод безопасный и стандартный. 16 ноя 2016 в 5:38
  • BitConverter, насколько я вижу, позволяет читать данные в массиве "по месту", но у него, к сожалению, нет подобного метода, позволяющего изменять данные в массиве (т.е. чтобы разом, а не побайтово, вкатить ulong в 8 байт массива). Впрочем, просто чтение тоже кое-где пригодится.
    – i-one
    16 ноя 2016 в 6:17
  • Если массив длинных целых нужно конвертировать в массив байт целиком, можно попробовать ulongArray.SelectMany(BitConverter.GetBytes).ToArray(). Это медленнее, чем прямые манипуляции с памятью, но, как я уже писал, это управляемый код, который можно будет запускать везде, потому что он ничего не сломает. 16 ноя 2016 в 6:28
2

Массив был выделен в управляемой куче. В первой строке вывода виден, собственно, исходный массив байт.

Значит, в остальных строках - случайный фрагмент управляемой кучи.


PS не используйте подобные хаки для преобразования, используйте лучше BitConverter

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.