C#运行时相互关系浅析

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。