在分析內存分配時,應該先了解關于堆棧的區(qū)別
堆的分配向高地址擴展,而棧的分配向低地址擴展。
二。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(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,當值類型實例所在方法結束時,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。
1 public class VIPUser:User
2 {
3 //分配1Byte
4 public bool isVip;
5 public bool IsVipUser()
6 {
7 return isVip;
8 }
9 static void Main(string[] args)
10 {
11 //分配內存空間和初始化操作
12 VIPUser aUser;
13 //將對象引用賦給aUser變量,建立aUser和VIPUser的關聯(lián)
14 aUser = new VIPUser();
15 //Q:類型的分配的字節(jié)數(shù)?
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),而堆上的內存塊總是按照4Byte的倍數(shù)進行分配,因此本類中將分配24字節(jié)的地址空間
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18 //最后調用對象構造器,進行對象初始化操作,完成創(chuàng)建
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20 //構造過程
21 //a.構造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。
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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的內存塊,用于在多線程環(huán)境下對實例對象的同步操作。
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25 //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(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,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(shù),并將其引用傳給棧上聲明的aUser。
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27 aUser.isVip = true;
28 Console.WriteLine(aUser.IsVipUser());
29 //上述過程,基本完成了一個引用類型創(chuàng)建、內存分配和初始化的整個流程
30 }
31 }
32 public class UserInfo
33 {
34 //分配4個字節(jié)
35 private Int32 age = -1;
36 //分配2個字節(jié)
37 private char level = 'A';
38 }
39 public class User
40 {
41 //分配4byte
42 private Int32 id;
43 //保存了UserInfo的引用 占用4Byte
44 //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(xiàn)在試圖對user的任何操作將拋出NullReferenceException
45 private UserInfo user;
46 }
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(chuàng)建時都包含該附加成員,并且占用4個字節(jié)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(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的內存塊,用于管理對象同步,同樣占用4個字節(jié)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。
三。繼承本質論
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(lián)
2 Bird bird = new Bird();
3 //2.從繼承的角度來分析CLR在運行時如何執(zhí)行對象的創(chuàng)建過程
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,最高層類的字段排在最前面
5 //2.2方法表的創(chuàng)建是類第一次加載到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)方法列表相關聯(lián)起來,因此方法表示先于對象存在的。
6 Chicken ch = new Chicken();