[.NET] 引用类型和值类型

编译器直接支持的数据类型称为基元类型。基元类型直接映射到Framework类库中存在的类型。int直接映射到System.Int32类型，生成完全相同的IL。

可以假设C#编译器自动在所有源代码文件中添加了以下using指令。

using int = System.Int32;

CLR支持两种类型，引用类型和值类型。
引用类型总是从托管堆上分配，使用引用类型时，需要注意一些性能问题。如果所有类型都是引用类型，应用程序的性能将显著下降。为了提升简单，常用类型的性能，CLR提供了名为“值类型”的轻量级类型。值类型的实例一般在线程栈上分配，虽然也可以作为字段嵌入一个引用类型的对象中。在代表值类型实例的变量中，并不包含一个指向实例的指针，相反，变量中包含了实例本身的字段。因此，值类型的使用缓解了托管堆中的压力，并减少了一个应用程序在其生存期内需要进行的垃圾回收次数。

任何称为“类”的类型都是引用类型，值类型都称为结构或枚举。所有值类型都是从System.ValueType派生的，所有值类型都是隐式密封（sealed）的。目的是防止将一个值类型用作其他任何引用类型或值类型的基类型。在C#中，用struct声明的类型是值类型，用class声明的类型是引用类型。

值类型对象有两种形式，未装箱形式和已装箱形式。引用类型总是处于已装箱形式。

引用类型的变量包含的是堆上的一个对象的地址，在创建一个引用类型的变量时，它初始化null，表明引用类型的变量当前不指向一个有效的对象。相反，值类型的变量总是包含其基础类型的一个值，而且值类型的所有成员都初始化为0。

将一个值类型的变量赋给另一个值类型的变量时，会执行一次逐字段的复制。将引用类型的变量赋给另一个引用类型的变量时，只复制内存地址。
两个或多个引用类型的变量能引用堆中的同一个对象，所以对一个变量执行的操作可能影响到另一个变量引用的对象。相反，值类型的变量是自成一体的对象，对一个值类型变量执行的操作，不可能影响另一个值类型变量。
未装箱的值类型不在堆上分配，一旦定义了该类型的实例方法不再处于活动状态，为它们分配的内存就会被释放。

值类型是比引用类型更“轻型”的一种类型，因为它们不作为对象在托管堆中分配，不会被垃圾回收，也不通过指针来引用。
当值类型的对象传递给期望得到引用类型参数的方法时，会自动触发装箱操作。

public virtual Int32 Add(Object value);

装箱操作在内部发生了以下事情。
（1）在托管堆中分配好内存。
（2）把值类型的字段复制到新分配的堆内存。
（3）返回对象的地址。

C#编译器会自动生成对一个值类型的实例进行装箱所需的IL代码。已装箱的对象会一直存在于堆中，直到被垃圾回收。装箱后，在线程栈上分配的值类型对象与已装箱的对象就没有关系了。

使用已装箱的对象时，会执行拆箱操作。
（1）获取已装箱对象中各字段的地址。
（2）将这些字段包含的值从堆中复制到基于栈的值类型实例中。