在结构上使用“ new”是否在堆或堆栈上分配它？

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：问答

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？

回答：

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。）

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。

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。

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：在堆栈上分配值，调用参数化构造函数。用于中间值，例如用于分配给字段或用作方法参数。

  • call instance：使用已分配的存储位置（无论是否在堆栈上）。在上面的代码中使用它来分配给局部变量。如果使用多个new调用多次为同一个局部变量分配一个值，则它只会在旧值的顶部初始化数据-它 不会 每次分配更多的堆栈空间。

  • initobj：使用已分配的存储位置，仅擦除数据。这用于我们所有的无参数构造函数调用，包括那些分配给局部变量的调用。对于方法调用，有效地引入了一个中间局部变量，其值被擦除了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。

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！

以上是 在结构上使用“ new”是否在堆或堆栈上分配它？ 的全部内容， 来源链接： utcz.com/qa/424364.html

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