.net 托管内存如何处理对象内的值类型?

2023-11-24

public class MyClass
{
    public int Age;
    public int ID;
}

public void MyMethod() 
{
    MyClass m = new MyClass();
    int newID;
}

据我了解,以下情况属实:

  1. 引用 m 存在于堆栈中,并在 MyMethod() 退出时超出范围。
  2. 值类型 newID 存在于堆栈中,并在 MyMethod() 退出时超出范围。
  3. 由 new 运算符创建的对象位于堆中,并且当 MyMethod() 退出时,可以由 GC 回收(假设不存在对该对象的其他引用)。

这是我的问题:

  1. 对象中的值类型位于堆栈还是堆上?
  2. 对象中的装箱/拆箱值类型是否值得关注?
  3. 有关于这个主题的详细且易于理解的资源吗?

从逻辑上讲,我认为类内的值类型应该在堆中,但我不确定它们是否必须装箱才能到达那里。

Edit:

本主题的建议阅读:

  1. 通过 C# 进行 CLR 作者:Jeffrey Richter
  2. Don Box 的 Essential .NET

类的值类型值have与托管堆中的对象实例一起生活。方法的线程堆栈仅在方法的持续时间内存在;如果该值仅存在于该堆栈中,那么该值如何持久存在?

托管堆中类的对象大小是其值类型字段、引用类型指针以及其他 CLR 开销变量(例如同步块索引)的总和。当将值分配给对象的值类型字段时,CLR 会将值复制到对象内为该特定字段分配的空间。

以具有单个字段的简单类为例。

public class EmbeddedValues
{
  public int NumberField;
}

随之而来的是一个简单的测试类。

public class EmbeddedTest
{
  public void TestEmbeddedValues()
  {
    EmbeddedValues valueContainer = new EmbeddedValues();

    valueContainer.NumberField = 20;
    int publicField = valueContainer.NumberField;
  }
}

如果您使用.NET Framework SDK提供的MSIL反汇编器来查看EmbeddedTest.TestEmbeddedValues()的IL代码

.method public hidebysig instance void  TestEmbeddedValues() cil managed
{
  // Code size       23 (0x17)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] class soapextensions.EmbeddedValues valueContainer,
           [1] int32 publicField)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  newobj     instance void soapextensions.EmbeddedValues::.ctor()
  IL_0006:  stloc.0
  IL_0007:  ldloc.0
  IL_0008:  ldc.i4.s   20
  IL_000a:  stfld      int32 soapextensions.EmbeddedValues::NumberField
  IL_000f:  ldloc.0
  IL_0010:  ldfld      int32 soapextensions.EmbeddedValues::NumberField
  IL_0015:  stloc.1
  IL_0016:  ret
} // end of method EmbeddedTest::TestEmbeddedValues

请注意 CLR 被告知stfld将堆栈中加载的值“20”加载到加载的 EmbeddValues 的 NumberField 字段位置,直接进入托管堆。同样,在检索值时,它使用ldfld指令直接将值从托管堆位置复制到线程堆栈中。这些类型的操作不会发生装箱/拆箱。

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