当您使用运算符创建类的实例时new,内存会在堆上分配。当您使用运算符创建结构的实例时,new内存在哪里分配,在堆上还是在堆栈上?
new
好吧,让我们看看我是否可以更清楚地说明这一点。
首先,Ash 是对的:问题 不 在于值类型 变量 的分配位置。这是一个不同的问题——答案不仅仅是“在堆栈上”。它比这更复杂(C# 2 使它变得更加复杂)。我有一篇关于该主题的文章,如果需要,我会对其进行扩展,但我们只处理new操作员。
其次,这一切真的取决于你在说什么级别。我正在查看编译器对源代码的处理,就它创建的 IL 而言。JIT 编译器很可能会在优化大量“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,所有这些都只是当前的实现。C# 规范没有详细说明这一点——它实际上是一个实现细节。有些人认为托管代码开发人员真的不应该关心。我不确定我会走那么远,但值得想象一个实际上所有局部变量都存在于堆上的世界——这仍然符合规范。
值类型上的运算符有两种不同的情况new: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))。这些产生显着不同的IL。要了解原因,您需要比较 C# 和 CLI 规范:根据 C#,所有值类型都有一个无参数构造函数。根据 CLI 规范, 没有 值类型具有无参数构造函数。(有时会通过反射获取值类型的构造函数——你不会找到无参数的构造函数。)
new Guid()
new Guid(someString)
C# 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。CLI 以不同的方式思考它是有意义的,因为没有真正的代码可以调用——当然也没有特定于类型的代码。
new(...)
在初始化它之后,您将如何处理该值也会有所不同。IL 用于
Guid localVariable = new Guid(someString);
与用于以下的 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,则情况再次略有不同。为了显示所有这些差异,这里有一个简短的测试程序。它没有显示静态变量和实例变量之间的区别:IL 在 和 之间会有所不同stfld,stsfld但仅此而已。
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,不包括不相关的位(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
我希望这能说明这个话题是多么复杂,同时也能对它有所启发。在 某些 概念意义上,每次调用都会new在堆栈上分配空间——但正如我们所见,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)堆栈只分配一次,然后重复使用相同的存储位置。
编辑:为了清楚起见,这仅在某些情况下是正确的......特别是,guid如果构造函数抛出异常,则值将不可见Guid,这就是 C# 编译器能够重用相同堆栈槽的原因。
guid
Guid
我在写这个答案时学到了很多东西 - 如果有任何不清楚的地方,请要求澄清!