C#中的引用类型以及特殊引用类型详解

第C#中的引用类型以及特殊引用类型详解引用类型分配在哪里

引用类型变量位于线程栈。引用类型实例分配在托管堆上。当引用类型实例的大小小于85000bytes，被分配在GC堆上，当大于或等于85000bytes，被分配在LOH(LargeObjectHeap)上。

变量(Variable)，对象(Object),实例(Instance)

变量：

变量分配在线程栈上。

变量可以是值类型，也可以是引用类型。

当变量是引用类型时，包含了对对象的引用(内存地址),也叫做对象引用。

对象：

对类、接口、委托和数组等的一个抽象描述。

实例：

在堆上创建的对象，称为对象实例。

引用类型没有new意味着什么？

Objecta=null;

Console.WriteLine(a.ToString());

运行报错未将对象引用设置到对象实例。

意思是，在线程栈上创建的变量a没有指向到堆上的对象实例。

托管堆上的垃圾回收

GC会遍历所有托管堆上的对象，按照一定的递归遍历算法，对那些没有被引用的不可访问对象实施回收。

new的背后发生了什么

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

Personp;

p=newPerson(20);

publicclassPerson

publicint_age;

publicPerson(intage)

_age=age;

publicPerson()

}

另外，引用类型的值，比如这里的引用类型Person中的值_age也被分配在托管堆上。

线程栈上的2个变量引用同一个对象实例的内存地址

线程栈上的2个变量引用同一个对象实例的内存地址，改变其中一个变量的值会影响到另外一个变量。

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

Personp1=newPerson(20);

Personp2=p1;

Console.WriteLine("没有改变时p2的年龄是："+p2._age+"岁");

p1._age=18;

Console.WriteLine("改变p1的值，p2的年龄也被改变了，现在是："+p2._age+"岁,真好，年轻了！");

Console.ReadKey();

publicclassPerson

publicint_age;

publicPerson(intage)

_age=age;

publicPerson()

}

string类型是特殊的引用类型

特殊性体现在

从应用角度体现了值类型语义，从内存角度实现为引用类型存储，位于托管堆。

什么是string

可以看作是char的集合char[]

string创建与实例化

stringstr=Hello

以下错误

Stringstr=newString(Hello

因为System.String没有提供此构造函数

以下可以

Char[]cs={a,b,c

StringstrArr=newString(cs);

但很少使用这种方式。

字符串的恒定性Immutability

是指字符串一经创建，就不可改变。

字符串一旦创建，在托管堆上分配一块连续的内存空间。

恒定性的好处：

对String对象的任意操作，不会改变原字符串。

操作字符串不会出现线程同步的问题。

成就了字符串驻留。

恒定性的不足：

因为恒定性，对字符串的任何操作，比如字符串比较，字符串链接，字符串格式化等都会创建新的字符串，这样造成内存与性能的双重损耗。如下：

publicstaticvoidMain()

stringstr="Thisisatestaboutimmuntablilityofstringtype.";

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

Console.WriteLine(str);

}

由于Insert，Substring,ToUpper这些方法，都会创建出新的临时字符串，而这些新的字符串不被其他代码引用的时候，就会被垃圾回收，造成性能上的损失。

恒定性的前提，String为密封类：

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

字符串驻留StringInterning

MSDN对于字符驻留的定义：公共语言运行库通过维护一个哈希表(HashTable)来存放字符串，该表成为拘留池，也叫驻留池。

字符串驻留弥补了恒定性的不足：

对于相同的字符串，CLR不会不会为其分配内存空间，而是共享同一内存。

CLR内部维护了一个哈希表HashTable来管理其创建的大部分String对象。key是string本身,value是string对应的内存地址。

驻留的2个静态方法：

publicstaticstringIntern(stringstr);

当str位于作为key位于CLR的驻留池时，返回对str的引用，否则将str字符串添加到hashtable中，作为key，并返回引用。

publicstaticstringIsInterned(stringstr);

当str位于作为key位于CLR的驻留池时，返回对str的引用，否则返回null引用,也不添加到hashtable中。

字符串驻留是进程级的

可以跨应用程序域AppDomain而存在，驻留池在CLR加载时创建，分配在SystemDomain中，被进程所有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与strB内容相同，在hashtable中的key相同，对应了一样的引用地址，所以返回true。strD的内容虽然与strA相同，但由于是动态生成的，不会把hashtable中key为ab的引用地址赋值给strD,所以strA与strD引用地址不一样，返回false。strD=String.Intern(strD);手动对strD实施驻留，并发现hashtable中已经有了ab这个key，就把对应的引用地址赋值给了strD,这样，strA与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)对s3进行手动驻留，发现hashtable中abc这个key,于是，就返回abc的引用地址。但并没有把引用地址赋值给s3。s1和s3的引用地址还是不一样，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：

因为strD=strC+def中strD的内容虽然与strA想同，但因为是动态生成的，不会被添加到hashtable中，所以引用地址不一样，返回false。abc+def在IL中呈现为abcdef，不是动态生成的，并且发现hashtable中已经有了abcdef这个key,于是就把对应的引用地址赋值给了strE,这样strA和StrE就有了相同的引用地址，返回true。如图：

staticvoidMain(string[]args)

strings="abc";

//IsInterned()获取字符串变量的引用

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

Console.ReadKey();

}

返回

abc。

分析：通过strings=abc使得hashtable中有abc这个key，当进行string.IsInterned(s)手动驻留判断的时候，发现有abc这个key，就把对应的引用地址返回。

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

strings="ab";

s+="c";

//IsInterned()获取字符串变量的引用

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

Con