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          你必須知道的.NET 內存分配

          [來源] 達內    [編輯] 達內   [時間]2012-12-13

          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,實例將被分配在GC堆上,當有內存分配或者回收時,垃圾收集器可能會對GC堆進行壓縮,詳情見后文講述。

          在分析內存分配時,應該先了解關于堆棧的區別

          堆的分配向高地址擴展,而棧的分配向低地址擴展。

          內存分配

          關于內存的分配,首先應該了解分配在哪里的問題。CLR管理內存的區域,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管理,而不受垃圾收集器的控制,當值類型實例所在方法結束時,其存儲單位自動釋放。棧的執行效率高,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,實例將被分配在GC堆上,當有內存分配或者回收時,垃圾收集器可能會對GC堆進行壓縮,詳情見后文講述。

           


          public class VIPUser:User
          {
          //分配1Byte
          public bool isVip;
          public bool IsVipUser()
          {
          return isVip;
          }
          static void Main(string[] args)
          {
          //分配內存空間和初始化操作
          VIPUser aUser;
          //將對象引用賦給aUser變量,建立aUser和VIPUser的關聯
          aUser = new VIPUser();
          //Q:類型的分配的字節數?
          //就本類而言需要15Byte。但是實例對象所占的字節總數還要加上對象附加成員所需的字節數,其中包括附加成員TypeHandle和SyncBlockIndex共8個字節。在托管堆上分配的字節總數為23字節,而堆上的內存塊總是按照4Byte的倍數進行分配,因此本類中將分配24字節的地址空間

          //最后調用對象構造器,進行對象初始化操作,完成創建

          //構造過程
          //a.構造VIPUser類型的Type對象,主要包括靜態字段、方法表、實現的接口等,并將其分配在上文提到托管堆的Loader Heap上。

          //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TypeHandle來定位具體的Type;將SyncBlockIndex指針指向Synchronization Block的內存塊,用于在多線程環境下對實例對象的同步操作。

          //c.調用VIPUser的構造器,進行實例字段的初始化。實例初始化時,會首先向上遞歸執行父類初始化,直到完成System.Object類型的初始化,然后再返回執行子類的初始化,直到執行VIPUser類為止。以本例而言,初始化過程為首先執行System.Object類,再執行User類,最后才是VIPUser類。最終,newobj分配的托管堆的內存地址,被傳遞給VIPUser的this參數,并將其引用傳給棧上聲明的aUser。

          aUser.isVip = true;
          Console.WriteLine(aUser.IsVipUser());
          //上述過程,基本完成了一個引用類型創建、內存分配和初始化的整個流程
          }
          }
          public class UserInfo
          {
          //分配4個字節
          private Int32 age = -1;
          //分配2個字節
          private char level = 'A';
          }
          public class User
          {
          //分配4byte
          private Int32 id;
          //保存了UserInfo的引用 占用4Byte
          //僅是一個引用(指針),保存在線程的堆棧上,占用4Byte的內存空間 用于保存user對象的有效地址 現在試圖對user的任何操作將拋出NullReferenceException
          private UserInfo user;
          }
          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。

          在了解內存分配之前 首先了解一下三個概念

          TypeHandle,類型句柄,指向對應實例的方法表,每個對象創建時都包含該附加成員,并且占用4個字節的內存空間。我們知道,每個類型都對應于一個方法表,方法表創建于編譯時,主要包含了類型的特征信息、實現的接口數目、方法表的slot數目等。

          SyncBlockIndex,用于線程同步,每個對象創建時也包含該附加成員,它指向一塊被稱為Synchronization Block的內存塊,用于管理對象同步,同樣占用4個字節的內存空間。

          NextObjPtr,由托管堆維護的一個指針,用于標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。

          繼承本質論


          //Bird bird創建的是一個對象的引用,而new Bird()是創建Bird對象,分配內存和初始化操作,然后將對象引用賦給bird變量,也就是簡歷bird和Bird 之間的關聯
          Bird bird = new Bird();
          //2.從繼承的角度來分析CLR在運行時如何執行對象的創建過程
          //2.1 首先是字段的創建 字段的存儲順序由上到下排列,最高層類的字段排在最前面
          //2.2方法表的創建是類第一次加載到AppDomain時完成的,在對象創建時只是將其附加成員TypeHandle指向方法列表Loader Heap上的地址,將對象與其動態方法列表相關聯起來,因此方法表示先于對象存在的。
          Chicken ch = new Chicken();

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