• 值类型和引用类型是.net里面的一个基本概念


    在面试的时候也经常遇到

    关于这个概念有很多误解,经常听到下面的说法

    1.两者的区别是值类型分配在堆栈上,引用类型分配在堆上

      这句话不对,至少不准确

    2.值类型性能更好,

      这句话要考虑情况

    先补充一些背景资料

    常见的值类型有:大部分原生类型,例如int float long 各种自己定义的结构体等等

    常见的引用类型有:string 各种Class 数组(包括int[]这种的)

    堆栈:在这里指的是执行堆栈

    堆:在这里指的是托管堆,就是LOH+G0+G1+G2

    让我们先来看看第一点:两者的区别是值类型分配在堆栈上,引用类型分配在堆上

    1.假设在一个方法里面有一个语句是 var obj = new object(); 

    首先 new 出来的Object将被存放在堆中

    obj在堆栈上,其内容是一个指针,指向new 出来的那个Object

    2.然后假设在一个方法里面有一个语句是 var i =1 ;

     这里的 i 在堆栈上, 其值是1  (int 类型)

    3.类中的值类型成员,例如以下一个定义

        public class ClassA
        {
            private int i = 1;
        }

    假设在一个方法里面有一个语句是 var obj = new ClassA(); 

    首先 new 出来的ClassA将被存放在堆中

    obj在堆栈上,其内容是一个指针,指向new 出来的那个ClassA

    ClassA中的成员 i 这个时候也在堆上

    假设有一个有一个其他语句使用到ClassA.i 这个i的值才会被拷贝到堆栈上(大部分默认的情况)

    4.将引用类型放在堆栈上

     unsafe
                {
                    var obj = stackalloc int[100];
                }

    stackalloc是用来在堆栈上分配内存的keyword

    上面的4个例子正好证明了 引用类型和值类型都可以存在在堆和堆栈上

    不过大部分时候都是情况1和2, 所以大部分引用类型都在堆上,大部分

    让我们先来看看第二点:值类型性能更好

    就上面的情况1,2而言

    a.在取一个对象的时候,情况1先读取obj的值, 这是一个地址,然后要重新读取该地址的真正的对象Object

      情况2读取obj的值,这就是真正的值了,所以相对数据比较快

    b.在堆中的对象受到GC的影响,需要额外的CPU资源;(堆栈中的对象,出栈以后释放掉了)

    c.在堆中的对象需要等到GC后才被释放,所以暂用内存时间较久

    其他情况:

    1.考虑一些情况,装箱拆箱;这是值类型在堆栈和对中拷贝时特有的操作,该操作还是非常消耗资源的

      那么如果无法避免装箱拆箱,就要考虑避免使用值类型了

    2.值类型传递的时候每次都是值拷贝,如果某个值类型很大(例如自己定义的struct) 那么这个性能也是个问题;(而且还要考虑到堆栈有大小限制)

      所以一般情况下比较复杂的类型都只能用class

    3.许多时候,引用比较都比值比较来的快,因为引用比较只要看看两个地址是否相等

      而值比较却要考虑里面真实的值

    值类型和引用类型的区别其实从他们的名字上就看的出来

    在传递值类型的时候传递的是真实值,这也就意味着原来的值被复制了一份到新的位置

    而在传递引用类型的时候传递的是引用(地址),这里并没有复制一份原来值的动作,因此两个引用都指向一个对象

    Ref

    在没有Ref的时候传递参数,CLR会为每个参数弄一个临时变量出来,存储值类型的值或者是引用类型的指针

    这种情况下修改值类型或者引用类型的值不会影响到原来的值

    但是修改引用类型的成员会影响到原来的值,下面两个例子分别是修改参数成员和修改参数本身

    public class ClassA
    {
        public string Name { get; set; }
    }
    class Program
    {
          
        static void Main(string[] args)
        {
            ClassA a = new ClassA();
            Test(a);
            Console.WriteLine(a.Name);//这里会输出mark
        }
     
        private static void Test(ClassA a)
        {
            a.Name = "Mark";
        }
    }
    public class ClassA
    {
        public string Name { get; set; }
    }
    class Program
    {
          
        static void Main(string[] args)
        {
            ClassA a = new ClassA();
            Test(a);
            Console.WriteLine(a.Name);//这里不会输出Liu
        }
     
        private static void Test(ClassA a)
        {
            a = new ClassA() { Name = "Liu" };
        }
    }

      

    在有REF的情况下传递参数,CLR就会把原来的变量的地址传递过去,如果修改了该变量会影响到原来的成员

    public class ClassA
    {
        public string Name { get; set; }
    }
    class Program
    {
          
        static void Main(string[] args)
        {
            ClassA a = new ClassA();
            Test(ref a);
            Console.WriteLine(a.Name);//这里会输出Liu
        }
     
        private static void Test(ref ClassA a)
        {
            a = new ClassA() { Name = "Liu" };
        }
    }

      

    备注1:如何确定一个对象在堆上或者是堆栈上

    刚才说的都是理论,这边是验证

    使用WinDBG+SOS附加到一个.net程序上;然后查看堆中的情况;

    具体指令就不说了,大家查看一下帮助

    分类: .net常识
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