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解析.NET内存分配

发布时间:2019-11-13 00:01:40

在分析内存分配时,应该先了解关于堆栈的区别。堆的分配向高地址扩展,而栈的分配向低地址扩展。本文分析一下.NET内存分配。

内存分配

关于内存的分配,首先应该了解分配在哪里的问题。CLR管理内存的区域,主要有三块,分别为:

● 线程的堆栈,用于分配值类型实例。堆栈主要由操作系统管理,而不受垃圾收集器的控制,当值类型实例所在方法结束时,其存储单位自动释放。栈的执行效率高,但存储容量有限。

● GC(垃圾回收)堆,用于分配小对象实例。如果引用类型对象的实例大小小于85000字节,实例将被分配在GC堆上,当有内存分配或者回收时,垃圾收集器可能会对GC堆进行压缩。

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 //分配内存空间和初始化操作

12 VIPUser aUser;

13 //将对象引用赋给aUser变量,建立aUser和VIPUser的关联

14 aUser = new VIPUser();

15 //Q:类型的分配的字节数?

16 //就本类而言需要15Byte.但是实例对象所占的字节总数还要加上对象附加成员所需的字节数,其中包括附加成员TypeHandle和SyncBlockIndex共8个字节。在托管堆上分配的字节总数为23字节,而堆上的内存块总是按照4Byte的倍数进行分配,因此本类中将分配24字节的地址空间

17

18 //最后调用对象构造器,进行对象初始化操作,完成创建

19

20 //构造过程

21 //a.构造VIPUser类型的Type对象,主要包括静态字段、方法表、实现的接口等,并将其分配在上文提到托管堆的Loader Heap上。

22

23 //b.初始化aUser的两个附加成员:TypeHandle和SyncBlockIndex.将TypeHandle指针指向Loader Heap上的MethodTable,CLR将根据TypeHandle来定位具体的Type;将SyncBlockIndex指针指向Synchronization Block的内存块,用于在多线程环境下对实例对象的同步操作。

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25 //c.调用VIPUser的构造器,进行实例字段的初始化。实例初始化时,会首先向上递归执行父类初始化,直到完成System.Object类型的初始化,然后再返回执行子类的初始化,直到执行VIPUser类为止。以本例而言,初始化过程为首先执行System.Object类,再执行User类,最后才是VIPUser类。最终,newobj分配的托管堆的内存地址,被传递给VIPUser的this参数,并将其引用传给栈上声明的aUser.

26

27 aUser.isVip = true;

28 Console.WriteLine(aUser.IsVipUser());

29//上述过程,基本完成了一个引用类型创建、内存分配和初始化的整个流程

30 }

31 }

32 public class UserInfo

33 {

34 //分配4个字节

35 private Int32 age = -1;

36 //分配2个字节

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 //仅是一个引用(指针),保存在线程的堆栈上,占用4Byte的内存空间 用于保存user对象的有效地址 现在试图对user的任何操作将抛出NullReferenceException

45 private UserInfo user;

46 }[page]

● LOH(Large Object Heap)堆,用于分配大对象实例。如果引用类型对象的实例大小不小于85000字节时,该实例将被分配到LOH堆上,而LOH堆不会被压缩,而且只在完全GC回收时被回收。

在了解内存分配之前 首先了解一下三个概念

● TypeHandle,类型句柄,指向对应实例的方法表,每个对象创建时都包含该附加成员,并且占用4个字节的内存空间。我们知道,每个类型都对应于一个方法表,方法表创建于编译时,主要包含了类型的特征信息、实现的接口数目、方法表的slot数目等。

● SyncBlockIndex,用于线程同步,每个对象创建时也包含该附加成员,它指向一块被称为Synchronization Block的内存块,用于管理对象同步,同样占用4个字节的内存空间。

● NextObjPtr,由托管堆维护的一个指针,用于标识下一个新建对象分配时在托管堆中所处的位置。CLR初始化时,NextObjPtr位于托管堆的基地址。

继承本质论

1 //Bird bird创建的是一个对象的引用,而new Bird()是创建Bird对象,分配内存和初始化操作,然后将对象引用赋给bird变量,也就是简历bird和Bird 之间的关联

2 Bird bird = new Bird();

3 //2.从继承的角度来分析CLR在运行时如何执行对象的创建过程

4 //2.1 首先是字段的创建 字段的存储顺序由上到下排列,最高层类的字段排在最前面

5 //2.2方法表的创建是类第一次加载到AppDomain时完成的,在对象创建时只是将其附加成员TypeHandle指向方法列表Loader Heap上的地址,将对象与其动态方法列表相关联起来,因此方法表示先于对象存在的。

6 Chicken ch = new Chicken();

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