当您使用new运算符创建类的实例时,将在堆上分配内存。当您使用new运算符创建结构实例时,在堆或堆栈上分配内存的位置在哪里?
new
好吧,让我们看看是否可以更清楚地说明这一点。
首先,Ash是正确的:问题 不 在于值类型 变量 的分配位置。那是一个不同的问题- 答案不只是“在堆栈上”。比这要复杂的多(并且在C#2中更加复杂)。我有一篇关于该主题的文章,如果需要,将对其进行扩展,但让我们只讨论一下new运算符。
其次,所有这些实际上取决于您所谈论的级别。我正在根据其创建的IL来查看编译器对源代码的处理方式。JIT编译器很有可能会在优化大量“逻辑”分配方面做一些聪明的事情。
第三,我忽略了泛型,主要是因为我实际上并不知道答案,部分是因为它会使事情变得过于复杂。
最后,所有这些仅与当前的实现有关。C#规范并未对此进行详细说明- 实际上是实现细节。有些人认为托管代码开发人员确实不应该在乎。我不确定是否会走得那么远,但是值得想象一个世界,实际上所有局部变量都存在于堆中-仍然符合规范。
new值类型的运算符有两种不同的情况:您可以调用无参数构造函数(例如new Guid())或有参数构造函数(例如new Guid(someString))。这些产生明显不同的IL。要了解原因,您需要比较C#和CLI规范:根据C#,所有值类型都具有无参数构造函数。根据CLI规范, 没有 值类型具有无参数构造函数。(有些时候可以通过反射来获取值类型的构造函数-您将找不到无参数的值。)
new Guid()
new Guid(someString)
对于C#来说,将“用零初始化值”视为构造函数是有意义的,因为它使语言保持一致-您可以将其new(...)视为 始终 调用构造函数。对于CLI,以不同的方式考虑它是有意义的,因为没有要调用的实际代码-当然也没有特定于类型的代码。
new(...)
初始化值后,对值的处理方式也会有所不同。用于的IL
Guid localVariable = new Guid(someString);
与用于以下方面的IL不同:
myInstanceOrStaticVariable = new Guid(someString);
此外,如果将该值用作中间值(例如,方法调用的参数),则情况会稍有不同。为了显示所有这些差异,这是一个简短的测试程序。它没有显示出静态变量和实例变量之间的区别:IL stfld和和之间会有所不同stsfld,仅此而已。
stfld
stsfld
using System; public class Test { static Guid field; static void Main() {} static void MethodTakingGuid(Guid guid) {} static void ParameterisedCtorAssignToField() { field = new Guid(""); } static void ParameterisedCtorAssignToLocal() { Guid local = new Guid(""); // Force the value to be used local.ToString(); } static void ParameterisedCtorCallMethod() { MethodTakingGuid(new Guid("")); } static void ParameterlessCtorAssignToField() { field = new Guid(); } static void ParameterlessCtorAssignToLocal() { Guid local = new Guid(); // Force the value to be used local.ToString(); } static void ParameterlessCtorCallMethod() { MethodTakingGuid(new Guid()); } }
这是该类的IL,不包括无关位(例如nops):
.class public auto ansi beforefieldinit Test extends [mscorlib]System.Object { // Removed Test's constructor, Main, and MethodTakingGuid. .method private hidebysig static void ParameterisedCtorAssignToField() cil managed { .maxstack 8 L_0001: ldstr "" L_0006: newobj instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string) L_000b: stsfld valuetype [mscorlib]System.Guid Test::field L_0010: ret } .method private hidebysig static void ParameterisedCtorAssignToLocal() cil managed { .maxstack 2 .locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid) L_0001: ldloca.s guid L_0003: ldstr "" L_0008: call instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string) // Removed ToString() call L_001c: ret } .method private hidebysig static void ParameterisedCtorCallMethod() cil managed { .maxstack 8 L_0001: ldstr "" L_0006: newobj instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string) L_000b: call void Test::MethodTakingGuid(valuetype [mscorlib]System.Guid) L_0011: ret } .method private hidebysig static void ParameterlessCtorAssignToField() cil managed { .maxstack 8 L_0001: ldsflda valuetype [mscorlib]System.Guid Test::field L_0006: initobj [mscorlib]System.Guid L_000c: ret } .method private hidebysig static void ParameterlessCtorAssignToLocal() cil managed { .maxstack 1 .locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid) L_0001: ldloca.s guid L_0003: initobj [mscorlib]System.Guid // Removed ToString() call L_0017: ret } .method private hidebysig static void ParameterlessCtorCallMethod() cil managed { .maxstack 1 .locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid) L_0001: ldloca.s guid L_0003: initobj [mscorlib]System.Guid L_0009: ldloc.0 L_000a: call void Test::MethodTakingGuid(valuetype [mscorlib]System.Guid) L_0010: ret } .field private static valuetype [mscorlib]System.Guid field }
如您所见,有许多不同的指令用于调用构造函数:
newobj
call instance
initobj
我希望这可以显示该主题的复杂性,同时又可以给它带来一些启发。从 某些 概念上讲,每次调用都会new在堆栈上分配空间- 但正如我们所看到的,即使在IL级别,这也不是真正发生的情况。我想强调一个特殊情况。采取这种方法:
void HowManyStackAllocations() { Guid guid = new Guid(); // [...] Use guid guid = new Guid(someBytes); // [...] Use guid guid = new Guid(someString); // [...] Use guid }
“逻辑上”有4个堆栈分配-一个用于变量,一个用于三个new调用中的每一个-但实际上(对于该特定代码)该堆栈仅分配一次,然后重用相同的存储位置。
编辑:请清楚一点,这仅在某些情况下是正确的…特别是,guid如果Guid构造函数抛出异常,则w 的值将不可见,这就是C#编译器能够重用同一堆栈槽的原因。请参阅Eric Lippert 关于值类型构造的博客文章,以了解更多详细信息和 不 适用的情况。
guid
Guid
我在编写此答案时学到了很多东西-如果不清楚,请要求澄清!