引言

您是.Net工程師？那 .NetFramework中的類型您知道有三大類嗎？（除了引用類型和值類型，還有？）

引用類型一定在“堆”上，值類型一定在“棧”上？

那引用類型在內存中的布局細節您又知道多少了？

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.Net Framework 中的Types分類

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C# type categorization. 帶陰影的都是 C# 的內建類型關鍵字.

除了object and string(分別為System.Object 和System.String別名), 其他帶陰影的都是簡單的值類型.

下面是摘自《C#語言規范5.0》 –> 4.類型（page:77）

C# 語言的類型劃分為兩大類：值類型 (Value type) 和引用類型 (reference type)。

第三種類型是指針，只能用在不安全代碼中。

引用類型和值類型在內存中如何分配的呢？

這一塊我們將通過一小段代碼來講解，在講解前讓我們回顧下

引用類型 和值類型的賦值過程中在內存處理上的區別：

• 把一個值類型a（定義如下int a=80；）賦給另外一個值類型b（int b；），即（b=a;）時，會把a的值拷貝一份給a，如下圖;

• 把一個引用類型a（定義如下Employee a=new employee()；）賦給另外一個引用類型b（Employee b；），即（b=a;）時，會把a的地址（引用）拷貝一份給a,即他們指向同一個地址;

開始代碼講解，首先看代碼如下：

Form myForm = new Form(); Size s = new Size (100, 100); // struct = value type Font f = new Font (“Arial”,10); // class = reference type myForm.Size = s; myForm.Font = f;

注意代碼中 myForm.Size中的Size和myForm.Font的Font是Form類型的屬性（Property）不是類型（class type,代表某個類型）。

在.NetFramework中這樣的使用方式極其普遍，初學者不要混淆了這兩者。

講解代碼前給大家再提下知識點：

• Size是Struct類型，當然就是值類型(ValueType)
• Font是Class類型，當然就是引用類型(ReferenceType)

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上面這段代碼的內存中的分配，示意圖：

很清楚地看到

• Size類型的s分配到了Stack上，而Front類型的f 和Form類型的myForm則分配在堆上。
• 并且myForm的Font屬性引用到了Font類型f。
• myForm的Size屬性有它自己的值（Width和Height),它是Size類型s的一個拷貝。

這里我們更清晰的看到了值類型和引用類型在值賦值過程中的區別

我們可以通過修改Font類型f的值，來修改myForm中的字體樣式，但不能通過修改s來修改myFrom的Size。

引用類型的Object內存布局基礎結構

上面這個圖展示的結構是通過分析源碼得出的：

首先ObjectHeader（在其所在的AppDomain中的那個Thread通過調用Monitor.Enter鎖了這個對象）

接下來是Method Table 指針（該指針指向AppDomain中聲明（定義）托管類型），如果程序集被加載到AppDomain neutral 中，那么所有的AppDomain中該類型實例的Method Table指針都一樣。CLR 類型系統的該基礎構建塊在托管代碼中都是可視的。（TypeHandle.Value 是一個IntPtr）

最后就是這部分就是該類型實例的值。

CLR object的這個實例對象的地址在垃圾回收時也有可能會發生變動。（具體參看GC中壓縮過程）

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\sscli20\clr\src\vm\object.h

// // The generational GC requires that every object be at least 12 bytes // in size. #define MIN_OBJECT_SIZE (2*sizeof(BYTE*) + sizeof(ObjHeader))

A .NET object has basically this layout:

class Object {protected:MethodTable* m_pMethTab;}; class ObjHeader {private:// !!! Notice: m_SyncBlockValue *MUST* be the last field in ObjHeader.DWORD m_SyncBlockValue; // the Index and the Bits };

Platform	最小實例大小（bytes）
x86	12 bytes = 2*4+4
x64	24 bytes = 2*8+8

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引用類型的Object內存布局代表性結構

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普通對象

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數組對象 - Array

字符串對象

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Boxing，小心您的值類型不經意間被裝箱

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int a=1; object b=a;

這段代碼大家都知道會發生裝箱，裝箱后原來的值類型會有哪些變化？看下裝箱和拆箱的步驟：

裝箱：
對值類型在堆中分配一個對象實例，并將該值復制到新的對象中。按三步進行。
第一步：新分配托管堆內存(大小為值類型實例大小加上一個方法表指針和一個SyncBlockIndex)。
第二步：將值類型的實例字段拷貝到新分配的內存中。
第三步：返回托管堆中新分配對象的地址。這個地址就是一個指向對象的引用了。
有人這樣理解：如果將Int32裝箱，返回的地址，指向的就是一個Int32。我認為也不是不能這樣理解，但這確實又有問題，一來它不全面，二來指向Int32并沒說出它的實質(在托管堆中)。
拆箱：
檢查對象實例，確保它是給定值類型的一個裝箱值。將該值從實例復制到值類型變量中。
有書上講，拆箱只是獲取引用對象中指向值類型部分的指針，而內容拷貝則是賦值語句之觸發。我覺得這并不要緊。最關鍵的是檢查對象實例的本質，拆箱和裝箱的類型必需匹配，這一點上，在IL層上，看不出原理何在，我的猜測，或許是調用了類似GetType之類的方法來取出類型進行匹配(因為需要嚴格匹配)。

那么給你個自定義結構體，你還清楚什么情況會被裝箱嗎？

參考《防止裝箱落實到底，只做一半也是失敗》

附加

為方便大家查看源碼，這里提供一個源碼索引表

SSCLI文件索引

ItemSSCLI Path

AppDomain	\sscli\clr\src\vm\appdomain.hpp
AppDomainStringLiteralMap	\sscli\clr\src\vm\stringliteralmap.h
BaseDomain	\sscli\clr\src\vm\appdomain.hpp
ClassLoader	\sscli\clr\src\vm\clsload.hpp
EEClass	\sscli\clr\src\vm\class.h
FieldDescs	\sscli\clr\src\vm\field.h
GCHeap	\sscli\clr\src\vm\gc.h
GlobalStringLiteralMap	\sscli\clr\src\vm\stringliteralmap.h
HandleTable	\sscli\clr\src\vm\handletable.h
InterfaceVTableMapMgr	\sscli\clr\src\vm\appdomain.hpp
Large Object Heap	\sscli\clr\src\vm\gc.h
LayoutKind	\sscli\clr\src\bcl\system\runtime\interopservices\layoutkind.cs
LoaderHeaps	\sscli\clr\src\inc\utilcode.h
MethodDescs	\sscli\clr\src\vm\method.hpp
MethodTables	\sscli\clr\src\vm\class.h
OBJECTREF	\sscli\clr\src\vm\typehandle.h
SecurityContext	\sscli\clr\src\vm\security.h
SecurityDescriptor	\sscli\clr\src\vm\security.h
SharedDomain	\sscli\clr\src\vm\appdomain.hpp
StructLayoutAttribute	\sscli\clr\src\bcl\system\runtime\interopservices\attributes.cs
SyncTableEntry	\sscli\clr\src\vm\syncblk.h
System namespace	\sscli\clr\src\bcl\system
SystemDomain	\sscli\clr\src\vm\appdomain.hpp
TypeHandle	\sscli\clr\src\vm\typehandle.h

更多源碼參考http://www.projky.com/dotnet

參考

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The Truth About .NET Objects And Sharing Them Between AppDomains

Six important .NET concepts: Stack, heap, value types, reference types, boxing, and unboxing

Shared Source Common Language Infrastructure

[翻譯經典文章]深入.NET Framework內部, 看看CLR如何創建運行時對象的

.NET對象的內存布局

托管堆與垃圾收集

C# 裝箱和拆箱[整理]

mdsn?類型詳解（Jit and Run）

轉載于:https://www.cnblogs.com/HQFZ/p/4638794.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的.NET 类型(Types)的那些事的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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