淺析C#運行時相互關(guān)系
本博客主要講述運行時類型、對象、線程棧和托管堆之間的相互關(guān)系，靜態(tài)方法、實例方法和虛方法的區(qū)別，以及內(nèi)存的分配和回收。
線程棧：在一個進程中可能包含多個線程，一個線程在創(chuàng)建的時候，會分配到一個大小1MB大小的棧，棧用于存儲方法的實參、形參以及方法內(nèi)部的局部變量，棧是從高位內(nèi)存地址向地位地址構(gòu)建的，由于棧有先進后出的特點，所以先定義的變量后被回收。
下面來看一個簡單的例子，讓你更了解線程棧
由于線程棧是從高位開始分配內(nèi)存，先分配的我就畫在上面了，在調(diào)用F1();方法時，分配內(nèi)存的順序是：name->n->F2的返回地址->Age->name；回收內(nèi)存的順序當然是反過來的。在一個方法中，應(yīng)該包含一些序幕代碼，進行一些初始化工作，還有一些尾聲代碼，等方法執(zhí)行完成之后做一些回收工作。由于方法的返回地址先分配，在方法執(zhí)行完成的時候回到返回地址，遞歸太深就容易出現(xiàn)棧溢出，請看我的《遞歸再一次讓哥震驚了》，因為參數(shù)、局部變量都必須等到方法返回的時候才能回收。
在介紹托管堆之前先看看兩個簡單的類：
- publicclassPerson
- {
- privateintheight;
- publicvoidSetHeight(intheight)
- {
- this.height = height;
- }
- publicvirtualvoidSay(stringword) { }
- publicstaticstringHead()
- {
- return"my head";
- }
- publicstaticintAge = 100;
- }
- publicclassStudent : Person
- {
- publicoverridevoidSay(stringword)
- {
- Console.WriteLine(word);
- }
- }
- staticvoidMain(string[] args)
- {
- Person student = newStudent();
- student.Say("Hello cth");
- student.SetHeight(172);
- Person.Head();
- Console.ReadLine();
- }
CLR會在第一次訪問一個對象時加載該對象，在這里，定義變量student時會為Person對象在線程棧中分配內(nèi)存，第一次加載嗎，在構(gòu)造一個Student對象之前先要加載Student對象，并為Student類型對象分配內(nèi)存，并構(gòu)建一個Student對象。對象的地址存入線程棧中的局部變量student 中，我們知道類型對象的內(nèi)容包含：類型對象指針、同步索引塊、靜態(tài)字段和方法（靜態(tài)的和非靜態(tài)的），不管是類型對象、還是實例類型都必須有類型對象指針、同步索引塊；我們知道靜態(tài)字段屬于類，被這個類的所有實例共享，當然靜態(tài)字段的內(nèi)存是在類型本身中分配的，方法也是類的所有實例共享的，他的內(nèi)存也是在類型本身中分配的，在每一個類型對象中都有一個方法表，類中定義的方法都有一個對應(yīng)的項。
在構(gòu)造一個對象的實例時，只需要為類型對象指針、同步索引塊、該對象的實例字段分配內(nèi)存，對于對象實例來說，類型對象指針可以讓實例訪問類型對象中德靜態(tài)字段、方法等。
Student是線程棧中的定義的一個局部變量，保存Student的一個實例的在托管堆中的地址，所以他可以訪問Student對象中的字段，方法，其實訪問方法是通過類型對象指針訪問類型對象Student中的方法表中對象的項。
Say方法的執(zhí)行過程：變量student指向的是一個Student對象，調(diào)用的當然是Student類型對象中的Say方法，盡管在定義student的時候是Person類型，因為他是引用類型，他指向的是托管堆中Student對象的內(nèi)存，然后遍歷該對象的方法表，找到該方法調(diào)用。
特別說明虛方法，JIT在虛方法中加了一些額外的代碼，方法每次調(diào)用的時候都會執(zhí)行這些代碼，這些代碼會檢查發(fā)出調(diào)用的變量，然后根據(jù)這個變量找到其應(yīng)用的對象，然后調(diào)用這個對象的方法，若沒有這些代碼，你覺得CLR是調(diào)用父類的方法還是調(diào)用之類的方法呢，虛方法帶來方便的同時，也多了這些必須的檢查的代碼。
SetHeight方法的執(zhí)行過程：和Say方法前面是一樣，只是在遍歷Student對象的方法表時沒有找到該方法，我們知道父類中定義的非private方法都可以被子類繼承，是因為每個類型都定義了一個字段引用了他的基類，如果一個類調(diào)用的方法那個方法不是自己定義的，那么編譯器會回溯類層次結(jié)構(gòu)，一直到基類Object，找到相關(guān)的方法并調(diào)用，如果沒有找到相關(guān)的方法就報了異常唄。所以SetHeight方法其實調(diào)用的是Person中的SetHeight方法。
Head方法的執(zhí)行：由于Head方法是靜態(tài)方法和上面兩個方法有所不同，調(diào)用靜態(tài)方法的時候，CLR會定位與靜態(tài)方法對象的類型對象，然后在對應(yīng)實例對象對象的方法表中查找相關(guān)的記錄項，如果沒有找到，同樣會回溯。
當執(zhí)行完student.SetHeight(172);時，student在也沒有被引用，成為垃圾，在其所在的方法返回之前將會被回收，也就是說student實例對象被回收，釋放其所在的內(nèi)存，而類型對象不會被回收，類型對象的生成周期是：對象被加載到CLR中，直到其所在的AppDomain卸載。靜態(tài)字段是他所引用類型的跟，所以被靜態(tài)類型引用的對象永遠不會被回收，如果其引用的是一個集合對象，并向其中不斷的加入元素的話，就會造成內(nèi)存泄露，更多關(guān)于內(nèi)存管理垃圾回收，請看我的另一篇博客《垃圾回收--代》
作者：陳太漢
博客：http://www.cnblogs.com/hlxs/
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