C#中的引用類型以及特殊引用類型詳解

第C#中的引用類型以及特殊引用類型詳解引用類型分配在哪里

引用類型變量位于線程棧。引用類型實例分配在托管堆上。當(dāng)引用類型實例的大小小于85000bytes，被分配在GC堆上，當(dāng)大于或等于85000bytes，被分配在LOH(LargeObjectHeap)上。

變量(Variable)，對象(Object),實例(Instance)

變量：

變量分配在線程棧上。

變量可以是值類型，也可以是引用類型。

當(dāng)變量是引用類型時，包含了對對象的引用(內(nèi)存地址),也叫做對象引用。

對象：

對類、接口、委托和數(shù)組等的一個抽象描述。

實例：

在堆上創(chuàng)建的對象，稱為對象實例。

引用類型沒有new意味著什么？

Objecta=null;

Console.WriteLine(a.ToString());

運(yùn)行報錯未將對象引用設(shè)置到對象實例。

意思是，在線程棧上創(chuàng)建的變量a沒有指向到堆上的對象實例。

托管堆上的垃圾回收

GC會遍歷所有托管堆上的對象，按照一定的遞歸遍歷算法，對那些沒有被引用的不可訪問對象實施回收。

new的背后發(fā)生了什么

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

Personp;

p=newPerson(20);

publicclassPerson

publicint_age;

publicPerson(intage)

_age=age;

publicPerson()

}

另外，引用類型的值，比如這里的引用類型Person中的值_age也被分配在托管堆上。

線程棧上的2個變量引用同一個對象實例的內(nèi)存地址

線程棧上的2個變量引用同一個對象實例的內(nèi)存地址，改變其中一個變量的值會影響到另外一個變量。

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

Personp1=newPerson(20);

Personp2=p1;

Console.WriteLine("沒有改變時p2的年齡是："+p2._age+"歲");

p1._age=18;

Console.WriteLine("改變p1的值，p2的年齡也被改變了，現(xiàn)在是："+p2._age+"歲,真好，年輕了！");

Console.ReadKey();

publicclassPerson

publicint_age;

publicPerson(intage)

_age=age;

publicPerson()

}

string類型是特殊的引用類型

特殊性體現(xiàn)在

從應(yīng)用角度體現(xiàn)了值類型語義，從內(nèi)存角度實現(xiàn)為引用類型存儲，位于托管堆。

什么是string

可以看作是char的集合char[]

string創(chuàng)建與實例化

stringstr=Hello

以下錯誤

Stringstr=newString(Hello

因為System.String沒有提供此構(gòu)造函數(shù)

以下可以

Char[]cs={a,b,c

StringstrArr=newString(cs);

但很少使用這種方式。

字符串的恒定性Immutability

是指字符串一經(jīng)創(chuàng)建，就不可改變。

字符串一旦創(chuàng)建，在托管堆上分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。

恒定性的好處：

對String對象的任意操作，不會改變原字符串。

操作字符串不會出現(xiàn)線程同步的問題。

成就了字符串駐留。

恒定性的不足：

因為恒定性，對字符串的任何操作，比如字符串比較，字符串鏈接，字符串格式化等都會創(chuàng)建新的字符串，這樣造成內(nèi)存與性能的雙重?fù)p耗。如下：

publicstaticvoidMain()

stringstr="Thisisatestaboutimmuntablilityofstringtype.";

Console.WriteLine(str.Inseert(0,"Hi").Substring(19).ToUpper());

Console.WriteLine(str);

}

由于Insert，Substring,ToUpper這些方法，都會創(chuàng)建出新的臨時字符串，而這些新的字符串不被其他代碼引用的時候，就會被垃圾回收，造成性能上的損失。

恒定性的前提，String為密封類：

publicsealedclassString:IComparable,ICloneable,IConvertible,IComparablestring,IEnumerablechar,IEnumerable,IEquatablestring

字符串駐留StringInterning

MSDN對于字符駐留的定義：公共語言運(yùn)行庫通過維護(hù)一個哈希表(HashTable)來存放字符串，該表成為拘留池，也叫駐留池。

字符串駐留彌補(bǔ)了恒定性的不足：

對于相同的字符串，CLR不會不會為其分配內(nèi)存空間，而是共享同一內(nèi)存。

CLR內(nèi)部維護(hù)了一個哈希表HashTable來管理其創(chuàng)建的大部分String對象。key是string本身,value是string對應(yīng)的內(nèi)存地址。

駐留的2個靜態(tài)方法：

publicstaticstringIntern(stringstr);

當(dāng)str位于作為key位于CLR的駐留池時，返回對str的引用，否則將str字符串添加到hashtable中，作為key，并返回引用。

publicstaticstringIsInterned(stringstr);

當(dāng)str位于作為key位于CLR的駐留池時，返回對str的引用，否則返回null引用,也不添加到hashtable中。

字符串駐留是進(jìn)程級的

可以跨應(yīng)用程序域AppDomain而存在，駐留池在CLR加載時創(chuàng)建，分配在SystemDomain中，被進(jìn)程所有AppDomain所共享，其生命周期不受GC控制。

staticvoidMain(string[]args)

stringstrA="ab";

stringstrB="ab";

Console.WriteLine(ReferenceEquals(strA,strB));

stringstrC="a";

stringstrD=strC+"b";

Console.WriteLine(ReferenceEquals(strA,strD));

strD=String.Intern(strD);

Console.WriteLine(ReferenceEquals(strA,strD));

Console.ReadKey();

}

返回：

true

false

true

分析：

strA與strB內(nèi)容相同，在hashtable中的key相同，對應(yīng)了一樣的引用地址，所以返回true。strD的內(nèi)容雖然與strA相同，但由于是動態(tài)生成的，不會把hashtable中key為ab的引用地址賦值給strD,所以strA與strD引用地址不一樣，返回false。strD=String.Intern(strD);手動對strD實施駐留，并發(fā)現(xiàn)hashtable中已經(jīng)有了ab這個key，就把對應(yīng)的引用地址賦值給了strD,這樣，strA與strD引用地址相同，返回true。

staticvoidMain(string[]args)

strings1="abc";

strings2="ab";

strings3=s2+"c";

Console.WriteLine(string.IsInterned(s3)"null");

Console.WriteLine(ReferenceEquals(s1,s3));

Console.ReadKey();

}

返回：

abc

false

分析：

string.IsInterned(s3)對s3進(jìn)行手動駐留，發(fā)現(xiàn)hashtable中abc這個key,于是，就返回abc的引用地址。但并沒有把引用地址賦值給s3。s1和s3的引用地址還是不一樣，返回false。

staticvoidMain(string[]args)

stringstrA="abcdef";

stringstrC="abc";

stringstrD=strC+"def";

Console.WriteLine(ReferenceEquals(strA,strD));

stringStrE="abc"+"def";

Console.WriteLine(ReferenceEquals(strA,StrE));

Console.ReadKey();

}

返回：

False,

true

分析：

因為strD=strC+def中strD的內(nèi)容雖然與strA想同，但因為是動態(tài)生成的，不會被添加到hashtable中，所以引用地址不一樣，返回false。abc+def在IL中呈現(xiàn)為abcdef，不是動態(tài)生成的，并且發(fā)現(xiàn)hashtable中已經(jīng)有了abcdef這個key,于是就把對應(yīng)的引用地址賦值給了strE,這樣strA和StrE就有了相同的引用地址，返回true。如圖：

staticvoidMain(string[]args)

strings="abc";

//IsInterned()獲取字符串變量的引用

Console.WriteLine(string.IsInterned(s)"null");

Console.ReadKey();

}

返回

abc。

分析：通過strings=abc使得hashtable中有abc這個key，當(dāng)進(jìn)行string.IsInterned(s)手動駐留判斷的時候，發(fā)現(xiàn)有abc這個key，就把對應(yīng)的引用地址返回。

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

strings="ab";

s+="c";

//IsInterned()獲取字符串變量的引用

Console.WriteLine(string.IsInterned(s)"null");

Con