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C#运行时相互关系浅析

2019年07月18日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

本文主要讲述运行时类型、对象、线程栈和托管堆之间的相互关系,静态方法、实例方法和虚方法的区别,以及内存的分配和回收。

线程栈:在一个进程中可能包含多个线程,一个线程在创建的时候,会分配到一个大小1mb大小的栈,栈用于存储方法的实参、形参以及方法内部的局部变量,栈是从高位内存地址向地位地址构建的,由于栈有先进后出的特点,所以先定义的变量后被回收。

下面来看一个简单的例子,让你更了解线程栈

由于线程栈是从高位开始分配内存,先分配的我就画在上面了,在调用f1();方法时,分配内存的顺序是:name->n->f2的返回地址->age->name;回收内存的顺序当然是反过来的。在一个方法中,应该包含一些序幕代码,进行一些初始化工作,还有一些尾声代码,等方法执行完成之后做一些回收工作。由于方法的返回地址先分配,在方法执行完成的时候回到返回地址,递归太深就容易出现栈溢出,请看我的《递归再一次让哥震惊了》,因为参数、局部变量都必须等到方法返回的时候才能回收。

在介绍托管堆之前先看看两个简单的类:

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会在第一次访问一个对象时加载该对象,在这里,定义变量student时会为person对象在线程栈中分配内存,第一次加载吗,在构造一个student对象之前先要加载student对象,并为student类型对象分配内存,并构建一个student对象。对象的地址存入线程栈中的局部变量student 中,我们知道类型对象的内容包含:类型对象指针、同步索引块、静态字段和方法(静态的和非静态的),不管是类型对象、还是实例类型都必须有类型对象指针、同步索引块;我们知道静态字段属于类,被这个类的所有实例共享,当然静态字段的内存是在类型本身中分配的,方法也是类的所有实例共享的,他的内存也是在类型本身中分配的,在每一个类型对象中都有一个方法表,类中定义的方法都有一个对应的项。

在构造一个对象的实例时,只需要为类型对象指针、同步索引块、该对象的实例字段分配内存,对于对象实例来说,类型对象指针可以让实例访问类型对象中德静态字段、方法等。

student是线程栈中的定义的一个局部变量,保存student的一个实例的在托管堆中的地址,所以他可以访问student对象中的字段,方法,其实访问方法是通过类型对象指针访问类型对象student中的方法表中对象的项。

say方法的执行过程:变量student指向的是一个student对象,调用的当然是student类型对象中的say方法,尽管在定义student的时候是person类型,因为他是引用类型,他指向的是托管堆中student对象的内存,然后遍历该对象的方法表,找到该方法调用。

特别说明虚方法,jit在虚方法中加了一些额外的代码,方法每次调用的时候都会执行这些代码,这些代码会检查发出调用的变量,然后根据这个变量找到其应用的对象,然后调用这个对象的方法,若没有这些代码,你觉得clr是调用父类的方法还是调用之类的方法呢,虚方法带来方便的同时,也多了这些必须的检查的代码。

setheight方法的执行过程:和say方法前面是一样,只是在遍历student对象的方法表时没有找到该方法,我们知道父类中定义的非private方法都可以被子类继承,是因为每个类型都定义了一个字段引用了他的基类,如果一个类调用的方法那个方法不是自己定义的,那么编译器会回溯类层次结构,一直到基类object,找到相关的方法并调用,如果没有找到相关的方法就报了异常呗。所以setheight方法其实调用的是person中的setheight方法。

head方法的执行:由于head方法是静态方法和上面两个方法有所不同,调用静态方法的时候,clr会定位与静态方法对象的类型对象,然后在对应实例对象对象的方法表中查找相关的记录项,如果没有找到,同样会回溯。

当执行完student.setheight(172);时,student在也没有被引用,成为垃圾,在其所在的方法返回之前将会被回收,也就是说student实例对象被回收,释放其所在的内存,而类型对象不会被回收,类型对象的生成周期是:对象被加载到clr中,直到其所在的appdomain卸载。静态字段是他所引用类型的跟,所以被静态类型引用的对象永远不会被回收,如果其引用的是一个集合对象,并向其中不断的加入元素的话,就会造成内存泄露。

以上就是关于c#运行时相互关系的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。

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