前两天给别人解答装箱问题时,有人问如何在保留装箱对象的前提下修改值?回头想了想,趁今天一会闲暇实现了出来,牵出来溜溜。
场景:
object obj = 100;
Console.WriteLine("original object value: " + obj.ToString()); // when debug, make obj's ID: 1#
//TODO: modify obj value here (to 1000, for example), but preserve obj object
Console.WriteLine("modified object value: " + obj.ToString()); // make sure obj's ID: 1#
分析:
显然这里直接obj = 1000是不行的,那样之后得到的是对1000装箱的对象,而不是对100的装箱对象了,那么如何修改呢?
首先,这里列出本文涉及的一些.NET和CLR的准备知识——装箱的对象的分配和存储、对象的托管内存地址获取、对象唯一性确定、托管内存数据读写。如果你不是很熟悉,没关系,经过本篇的实践,加上MSDN的解释,你很快就可以理解。
1、对象的分配和存储。这里设计的仅仅是部分,细节可以参考CLR via。对象分配在托管堆上,由几个部分组成,第一部分是存储的是对象类型的TypeHandle,其后内容随类型不同而不同;对于装箱对象,其后紧跟的内存存储的是装箱的值(就是我们要找到然后去修改的东东了
)。
2、对象的托管内存地址获取。通过System.Runtime.InteropServices.GCHandle类和其上的静态方法获取。
3、对象唯一性确定。这个方法有两种,第一种,需要依赖VS IDE Debug环境,在IDE的debug下,可以对任何对象设置对象标识(object ID,具体可以参考我的另一篇,链接在这里:http://www.cnblogs.com/winkingzhang/archive/2008/01/29/1057534.html),通过对象标识,就可以知道对象的往生来去了。另一种办法则是利用第二条知识,使用GCHandle的IsAllocated来判断。
4、通过上面得到了托管地址,如何修改托管地址处保存的内容呢?使用System.Runtime.InteropServices.Marshal.StructureToPtr或者System.Runtime.InteropServices.Marshal.WriteXXX系列方法即可。
基于以上内容,我们可以可以做到在保留装箱对象的前提下修改值了,显然首先需要的是装箱对象的引用,然后调用System.Runtime.InteropServices.GCHandle.Aloc(object)得到托管地址,该托管地址指向的内容就是装箱的对象;由于装箱对象的第一部分是TypeHandle,所以需要将指针向后偏移IntPtr.Size得到数据存储地址,然后通过Marshal.StructureToPtr写入新的内容即可。代码片段如下(完整部分参考最后附录):
if (!_memData.IsAllocated)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
_memData = GCHandle.Alloc(_boxedObject);
}
IntPtr pMemData = GCHandle.ToIntPtr(_memData);
IntPtr pBox = new IntPtr((Marshal.ReadIntPtr(pMemData).ToInt64() + IntPtr.Size));
Marshal.StructureToPtr(value, pBox, false);
结果:
![](https://www.cnblogs.com/images/cnblogs_com/winkingzhang/117454/o_editboxedobject.png)
讨论:
显然这里写入数据时候是需要很小心的,因为如果装箱的数据占用内存小,而写入的数据比它大的话,就会触发AccessViolationException,甚至导致溢出,形成安全漏洞。
额外话题:
如果传入的就是一个引用类型的实例,会是什么结果呢?
还等什么呢,赶快自己动手试试喽。 ![](https://www.cnblogs.com/Emoticons/msn/shades_smile.gif)
附录,完整的测试代码:
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
namespace BoxedObjectWriter
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
class Program
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
static void Main(string[] args)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
object test = 100;
Console.WriteLine("original value=" + test.ToString() + ", hash=" + test.GetHashCode());
BoxedObject b = new BoxedObject(test);
b.Value = 1000;
Console.WriteLine("after edit value=" + test.ToString() + ", hash=" + test.GetHashCode());
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
Console.ReadLine();
}
}
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
public class BoxedObject : IDisposable
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
private object _boxedObject;
private GCHandle _memData;
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
public BoxedObject(object boxObject)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
if (boxObject == null)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
throw new ArgumentNullException();
}
_boxedObject = boxObject;
}
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
~BoxedObject()
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
(this as IDisposable).Dispose();
}
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
public object Value
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
get
{ return _boxedObject; }
set
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
if (value == null)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
throw new ArgumentNullException();
}
if (value.GetType() != _boxedObject.GetType())
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
throw new NotSupportedException(string.Format("Can not set [{0}] value to [{1}] object",
value.GetType().Name,
_boxedObject.GetType().Name));
}
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
if (!_memData.IsAllocated)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
_memData = GCHandle.Alloc(_boxedObject);
}
IntPtr pMemData = GCHandle.ToIntPtr(_memData);
IntPtr pBox = new IntPtr((Marshal.ReadIntPtr(pMemData).ToInt64() + IntPtr.Size));
Marshal.StructureToPtr(value, pBox, false);
}
}
![](/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedSubBlock.gif)
IDisposable Members#region IDisposable Members
void IDisposable.Dispose()
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
if (_memData.IsAllocated)
_memData.Free();
}
#endregion
}
}