建站.Net常识 详谈值类型和引用类型

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