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你必須知道的.NET：內(nèi)存分配

在分析內(nèi)存分配時，應(yīng)該先了解關(guān)于堆棧的區(qū)別

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堆的分配向高地址擴(kuò)展，而棧的分配向低地址擴(kuò)展。

一、內(nèi)存分配

關(guān)于內(nèi)存的分配，首先應(yīng)該了解分配在哪里的問題。CLR管理內(nèi)存的區(qū)域，主要有三塊，分別為：
· 線程的堆棧，用于分配值類型實例。堆棧主要由操作系統(tǒng)管理，而不受垃圾收集器的控制，當(dāng)值類型實例所在方法結(jié)束時，其存儲單位自動釋放。棧的執(zhí)行效率高，但存儲容量有限。
· GC堆，用于分配小對象實例。如果引用類型對象的實例大小小于85000字節(jié)，實例將被分配在GC堆上，當(dāng)有內(nèi)存分配或者回收時，垃圾收集器可能會對GC堆進(jìn)行壓縮，詳情見后文講述。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class VIPUser:User 
    2. 
  
  
  
  
  2.      { 
    3. 
  
  
  
  
  3.         //分配1Byte 
    4. 
  
  
  
  
  4.         public bool isVip; 
    5. 
  
  
  
  
  5.         public bool IsVipUser() 
    6. 
  
  
  
  
  6.         { 
    7. 
  
  
  
  
  7.             return isVip; 
    8. 
  
  
  
  
  8.         } 
    9. 
  
  
  
  
  9.          static void Main(string[] args) 
    10. 
  
  
  
  
  10.          { 
    11. 
  
  
  
  
  11.              //分配內(nèi)存空間和初始化操作 
    12. 
  
  
  
  
  12.              VIPUser aUser; 
    13. 
  
  
  
  
  13.              //將對象引用賦給aUser變量，建立aUser和VIPUser的關(guān)聯(lián) 
    14. 
  
  
  
  
  14.              aUser = new VIPUser(); 
    15. 
  
  
  
  
  15.              //Q:類型的分配的字節(jié)數(shù)？ 
    16. 
  
  
  
  
  16.              //就本類而言需要15Byte。但是實例對象所占的字節(jié)總數(shù)還要加上對象附加成員所需的字節(jié)數(shù)，其中包括附加成員TypeHandle和SyncBlockIndex共8個字節(jié)。在托管堆上分配的字節(jié)總數(shù)為23字節(jié)，而堆上的內(nèi)存塊總是按照4Byte的倍數(shù)進(jìn)行分配，因此本類中將分配24字節(jié)的地址空間 
    17. 
  
  
  
  
  17.   
    18. 
  
  
  
  
  18.              //***調(diào)用對象構(gòu)造器，進(jìn)行對象初始化操作，完成創(chuàng)建 
    19. 
  
  
  
  
  19.   
    20. 
  
  
  
  
  20.              //構(gòu)造過程 
    21. 
  
  
  
  
  21.              //a.構(gòu)造VIPUser類型的Type對象，主要包括靜態(tài)字段、方法表、實現(xiàn)的接口等，并將其分配在上文提到托管堆的Loader Heap上。 
    22. 
  
  
  
  
  22.   
    23. 
  
  
  
  
  23.              //b.初始化aUser的兩個附加成員：TypeHandle和SyncBlockIndex。將TypeHandle指針指向Loader Heap上的MethodTable，CLR將根據(jù)TypeHandle來定位具體的Type；將SyncBlockIndex指針指向Synchronization Block的內(nèi)存塊，用于在多線程環(huán)境下對實例對象的同步操作。 
    24. 
  
  
  
  
  24.   
    25. 
  
  
  
  
  25.              //c.調(diào)用VIPUser的構(gòu)造器，進(jìn)行實例字段的初始化。實例初始化時，會首先向上遞歸執(zhí)行父類初始化，直到完成System.Object類型的初始化，然后再返回執(zhí)行子類的初始化，直到執(zhí)行VIPUser類為止。以本例而言，初始化過程為首先執(zhí)行System.Object類，再執(zhí)行User類，***才是VIPUser類。最終，newobj分配的托管堆的內(nèi)存地址，被傳遞給VIPUser的this參數(shù)，并將其引用傳給棧上聲明的aUser。 
    26. 
  
  
  
  
  26.   
    27. 
  
  
  
  
  27.              aUser.isVip = true; 
    28. 
  
  
  
  
  28.              Console.WriteLine(aUser.IsVipUser()); 
    29. 
  
  
  
  
  29.              //上述過程，基本完成了一個引用類型創(chuàng)建、內(nèi)存分配和初始化的整個流程 
    30. 
  
  
  
  
  30.          } 
    31. 
  
  
  
  
  31.      } 
    32. 
  
  
  
  
  32.      public class UserInfo 
    33. 
  
  
  
  
  33.      { 
    34. 
  
  
  
  
  34.          //分配4個字節(jié) 
    35. 
  
  
  
  
  35.          private Int32 age = -1; 
    36. 
  
  
  
  
  36.          //分配2個字節(jié) 
    37. 
  
  
  
  
  37.          private char level = 'A'; 
    38. 
  
  
  
  
  38.      } 
    39. 
  
  
  
  
  39.      public class User 
    40. 
  
  
  
  
  40.      { 
    41. 
  
  
  
  
  41.          //分配4byte 
    42. 
  
  
  
  
  42.          private Int32 id; 
    43. 
  
  
  
  
  43.          //保存了UserInfo的引用 占用4Byte 
    44. 
  
  
  
  
  44.          //僅是一個引用(指針），保存在線程的堆棧上，占用4Byte的內(nèi)存空間 用于保存user對象的有效地址 現(xiàn)在試圖對user的任何操作將拋出NullReferenceException 
    45. 
  
  
  
  
  45.          private UserInfo user; 
    46. 
  
  
  
  
  46.      }
    47.

LOH（Large Object Heap）堆，用于分配大對象實例。如果引用類型對象的實例大小不小于85000字節(jié)時，該實例將被分配到LOH堆上，而LOH堆不會被壓縮，而且只在完全GC回收時被回收。

在了解內(nèi)存分配之前  首先了解一下三個概念：

  • TypeHandle，類型句柄，指向?qū)?yīng)實例的方法表，每個對象創(chuàng)建時都包含該附加成員，并且占用4個字節(jié)的內(nèi)存空間。我們知道，每個類型都對應(yīng)于一個方法表，方法表創(chuàng)建于編譯時，主要包含了類型的特征信息、實現(xiàn)的接口數(shù)目、方法表的slot數(shù)目等。
  • SyncBlockIndex，用于線程同步，每個對象創(chuàng)建時也包含該附加成員，它指向一塊被稱為Synchronization Block的內(nèi)存塊，用于管理對象同步，同樣占用4個字節(jié)的內(nèi)存空間。
  • NextObjPtr，由托管堆維護(hù)的一個指針，用于標(biāo)識下一個新建對象分配時在托管堆中所處的位置。CLR初始化時，NextObjPtr位于托管堆的基地址。

二、繼承本質(zhì)論

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //Bird bird創(chuàng)建的是一個對象的引用，而new Bird()是創(chuàng)建Bird對象，分配內(nèi)存和初始化操作，然后將對象引用賦給bird變量，也就是簡歷bird和Bird 之間的關(guān)聯(lián) 
    2. 
  
  
  
  
  2. Bird bird = new Bird(); 
    3. 
  
  
  
  
  3. //2.從繼承的角度來分析CLR在運(yùn)行時如何執(zhí)行對象的創(chuàng)建過程 
    4. 
  
  
  
  
  4. //2.1 首先是字段的創(chuàng)建 字段的存儲順序由上到下排列，***層類的字段排在最前面 
    5. 
  
  
  
  
  5. //2.2方法表的創(chuàng)建是類***次加載到AppDomain時完成的，在對象創(chuàng)建時只是將其附加成員TypeHandle指向方法列表Loader Heap上的地址，將對象與其動態(tài)方法列表相關(guān)聯(lián)起來，因此方法表示先于對象存在的。   
    6. 
  
  
  
  
  6. Chicken ch = new Chicken();
    7.

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