C#中无Unsafe类,指针操作依赖unsafe上下文、fixed、stackalloc及System.Runtime.CompilerServices.Unsafe静态类,需启用不安全代码支持,用于高性能场景但需谨慎管理内存与生命周期。

Unsafe 类本身并不存在于 C# 标准库中。这是一个常见误解。C# 中没有名为 Unsafe 的类来“封装”指针操作。真正支持指针和底层内存操作的是 unsafe 上下文(unsafe context),配合 fixed、stackalloc、指针类型(如 int*)以及 System.Runtime.CompilerServices.Unsafe 这个静态类(需引用 System.Runtime.CompilerServices.Unsafe NuGet 包)。
unsafe 上下文:开启指针操作的前提
要在 C# 中使用指针,必须将代码标记为 unsafe,并在编译时启用不安全代码支持(项目文件中设置 或命令行加 /unsafe)。
- 可在方法、类型或代码块级别使用
unsafe关键字 - 例如:
unsafe { int* p = &x; }或unsafe static void Copy(int* src, int* dst, int len) - 直接解引用、指针算术、类型转换(如
byte* → char*)都只能在 unsafe 块内进行
System.Runtime.CompilerServices.Unsafe:高性能的无检查内存操作
这个静态类不是语法糖,而是提供绕过 JIT 某些边界检查的底层原语,常用于高性能库(如 Spanunsafe 关键字本身,但调用它的方法通常需要在 unsafe 上下文中使用其返回的指针。
- 常用方法:
Unsafe.As(零开销类型重解释)(ref TFrom source) -
Unsafe.Add(比(T* pointer, int offset) p + offset更通用,支持泛型指针) -
Unsafe.Read和(void* address) Unsafe.Write(对齐无关的读写)(void* address, T value) - ⚠️ 注意:它不保证线程安全,也不做空指针或越界检查——出错即崩溃或未定义行为
fixed 语句:固定托管对象地址,防止 GC 移动
托管堆上的对象可能被垃圾回收器移动,因此要获取其地址并用指针访问,必须用 fixed 将其“钉住”(pin)。
- 只适用于数组、
string、固定大小缓冲区(fixed int buffer[128];)等可固定的类型 - 示例:
fixed (byte* ptr = bytes) { /* 使用 ptr */ }—— 离开作用域自动解钉 - 不可对普通引用类型变量(如
var obj = new MyClass(); fixed (MyClass* p = &obj))使用fixed,会编译错误
stackalloc:在栈上分配原始内存块
用于快速分配小块未初始化内存,生命周期绑定到当前方法栈帧,无需 GC 管理,也无需手动释放(但不能返回给调用方)。
- 语法:
int* arr = stackalloc int[1024]; - 仅限 unsafe 方法内使用,且长度必须是编译期常量或
const表达式(C# 7.2+ 支持局部常量) - 适合临时缓冲区(如解析二进制数据)、避免堆分配开销的场景
- 过度使用可能导致栈溢出,需谨慎评估大小
基本上就这些。指针操作不是日常开发必需,但在高性能计算、互操作(P/Invoke)、底层集合实现或序列化库中很关键。安全第一:优先用 Span、Memory 和 ReadOnlySpan 替代裸指针;非用不可时,务必理解生命周期、内存所有权和线程约束。









