如何在保留装箱对象的前提下修改值

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)
{
    _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:

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。

附录,完整的测试代码:
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace BoxedObjectWriter
{
    
class Program
    
{
        
static void Main(string[] args)
        
{
            
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());

            Console.ReadLine();
        }

    }


    
public class BoxedObject : IDisposable
    
{
        
private object _boxedObject;
        
private GCHandle _memData;

        
public BoxedObject(object boxObject)
        
{
            
if (boxObject == null)
            
{
                
throw new ArgumentNullException();
            }

            _boxedObject 
= boxObject;            
        }


        
~BoxedObject()
        
{
            (
this as IDisposable).Dispose();
        }


        
public object Value
        
{
            
get return _boxedObject; }
            
set
            
{
                
if (value == null)
                
{
                    
throw new ArgumentNullException();
                }

                
if (value.GetType() != _boxedObject.GetType())
                
{
                    
throw new NotSupportedException(string.Format("Can not set [{0}] value to [{1}] object",
                        value.GetType().Name,
                        _boxedObject.GetType().Name));
                }


                
if (!_memData.IsAllocated)
                
{
                    _memData 
= GCHandle.Alloc(_boxedObject);
                }

                IntPtr pMemData 
= GCHandle.ToIntPtr(_memData);
                IntPtr pBox 
= new IntPtr((Marshal.ReadIntPtr(pMemData).ToInt64() + IntPtr.Size));
                Marshal.StructureToPtr(value, pBox, 
false);
            }

        }


        
IDisposable Members
    }

}

To be the apostrophe which changed “Impossible” into “I’m possible”
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posted @ 2008-02-27 14:53  winkingzhang  阅读(2314)  评论(9编辑  收藏  举报