go不支持union,但可通过unsafe.pointer和struct手动实现内存重叠;需确保字段大小一致、避免指针类型、校验c布局,并承担gc不可见、越界静默错误等风险。

Go 里没有 Union,但可以用 unsafe + struct 挤出类似行为
Go 不支持 C 风格的 union,因为类型安全和内存布局控制被刻意收窄。但如果你真需要共享同一块内存、不同字段解释同一段字节(比如解析二进制协议、对接 C ABI),unsafe 是唯一路径——前提是接受失去 GC 保护、跨平台风险和维护成本。
核心思路是:定义一个 struct,所有字段从同一偏移开始,靠 unsafe.Offsetof 强制对齐;用 unsafe.Pointer 在字段间“重解释”内存。
- 必须用
//go:noescape或手动管理指针生命周期,避免逃逸导致 GC 误回收 - 字段类型大小必须一致(如全为
uint32、float32),否则读写越界静默损坏数据 -
struct不能含指针或非平凡类型(如string、slice),否则 runtime 会 panic
用 unsafe.Offsetof 手动对齐字段实现内存重叠
Go 的 struct 默认按字段顺序和对齐规则排布,要模拟 union,得让所有字段起始地址相同。最可靠方式是定义单字段 struct,再用 unsafe.Offsetof 计算偏移并强制转换:
type MyUnion struct {
_ [4]byte // 占位,确保大小为 4
}
func (u *MyUnion) AsUint32() *uint32 {
return (*uint32)(unsafe.Pointer(&u._))
}
func (u *MyUnion) AsFloat32() *float32 {
return (*float32)(unsafe.Pointer(&u._))
}
这样 AsUint32() 和 AsFloat32() 返回的指针指向同一地址,写入一个,另一个读出来就是按对应类型解释的比特值。
立即学习“go语言免费学习笔记(深入)”;
- 别直接在 struct 里声明多个字段(如
a uint32; b float32),Go 不保证它们地址重合 - 字段大小不一致时(比如混用
int64和int16),小字段读写可能只覆盖部分内存,引发未定义行为 - ARM64 和 x86_64 对浮点寄存器和整数寄存器的别名处理不同,同段内存解释结果可能不一致
对接 C union 时,用 cgo + unsafe.Sizeof 校验布局
如果目标是和 C 头文件里的 union 互操作,不能只靠 Go 端“模拟”,必须确保内存布局完全一致。关键动作是:用 cgo 导入 C union,用 unsafe.Sizeof 和 unsafe.Offsetof 双向比对。
// #include <stdint.h>
// union c_pkt {
// uint32_t id;
// float32_t val;
// };
然后在 Go 中:
var cSize = C.sizeof_struct_c_pkt
var goSize = unsafe.Sizeof(MyUnion{})
if cSize != goSize {
panic("size mismatch")
}
- C union 大小等于其最大成员大小,但 Go struct 默认含填充,需用
//go:packed(不推荐)或手动控制字段顺序+填充字节 - 用
C.GoBytes或C.CBytes转换时,务必确认源内存生命周期 —— C 分配的内存不能被 Go GC 自动管理 - 交叉编译(如 darwin/amd64 → linux/arm64)时,C union 的对齐策略可能变化,必须在目标平台验证
别忘了 unsafe 的代价:GC 不可见、无 bounds check、跨版本失效
每次用 unsafe 绕过类型系统,就等于主动放弃 Go 的一条安全带。不是不能用,而是得清楚断掉哪几根:
-
unsafe.Pointer转换后的变量,GC 完全不知道它指向哪,若原始内存被回收,后续读写就是野指针 - 数组越界、结构体字段越界访问不会 panic,只会静默读到垃圾值或 crash
- Go 1.22+ 对
unsafe使用加了更多静态检查,某些旧写法(如unsafe.Slice替代方案)已失效 - 如果只是想节省内存或做状态枚举,用
interface{}+ 类型断言或switch+reflect.Type更安全,性能差不了多少
真正需要 union 的场景极少,多数时候是协议解析或驱动层交互。一旦选了这条路,就得把内存生命周期攥在自己手里,别指望 runtime 善意兜底。










