读书笔记—CLR via C#章节4-7
2014-10-19 18:56
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前言
这本书这几年零零散散读过两三遍了,作为经典书籍,应该重复读反复读,既然我现在开始写博了,我也准备把以前觉得经典的好书重读细读一遍,并且将笔记整理到博客中,好记性不如烂笔头,同时也在写的过程中也可以加深自己理解的深度,当然同时也和技术社区的朋友们共享对象的祖先 – Object
公共方法Equals, 虚方法,对象相等性,默认调用RuntimeHelpers.Equals方法
GetHashCode,虚方法,返回哈希吗(随机分布的整数),在哈希表中作为键使用
ToString , 默认返回 this.GetType().FullName,调试器默认调用此方法
GetType, 返回从Type派生的对象实例,包含Type对象类型元数据信息,和反射配合使用。设计为非虚方法可以防止重写,因为重写会引起欺瞒类型从而破坏类型安全性
受保护的方法
MemberwiseClone, 非虚方法,浅拷贝(创建新实例,复制实例字段),感觉是一个鸡肋!
Finalize ,GC判断对象为垃圾之后,内存实际回收之前,调用此虚方法,如果需要清理,则重写此方法
new对象的过程
计算字节数(实例字段+额外成员(类型对象指针+同步快索引))从托管堆中分配响应字节的内存,字节全部设为0
初始化类型对象指针和同步块索引
初始化所有实例字段(0或null)
调用构造函数(同时往上调用直到调用object的构造函数)
返回指向堆中的一个引用
方法调用的过程
调用静态方法CLR定位类型对象
在类型对象方法表中查找与被调用的方法对应的记录项
JIT编译(如果需要的话)
执行编译后的本地代码
调用非虚实例方法
CLR定位发出调用变量对应的类型对象方法表
如果找到则定位
如果找不到通过类型对象的地址沿着基类回溯查找
定位到方法,然后执行
调用虚实例方法
JIT为编译器生成额外的代码
检查定位发出调用变量
通过地址定位发出调用的对象(实际类型)
检查对象类型指针的方法表记录
类型和实例的构建
CLR在进程中运行时,会为System.Type类型创建一个特殊的对象,任何类的类型对象都是该对象的“实例”,他们的类型对象指针成员会初始化成为Type类型对象的引用。Type的类型对象指针指向自己。GetType返回的是指向对象的类型对象指针(一个地址),可以判断对象的真实类型![](http://images.cnitblog.com/blog/482289/201410/191851455293128.png)
类型
有符号byte和无符号数值型不符合CLS相容性,如sbyte,ushort,uint,ulongchar为16位Unicode字符,decimal为128位高精度浮点值
基元数值类型转换,如果安全(不会丢失数据)则可隐式,否则需要显式转换
小数转整数总是进行截断处理
decimal内部的运算都进行了重载
checked符号对decimal无效,decimal强制执行安全检查,不安全则抛出异常
BigInteger在内部使用UInt32数组表示任意大的整数,没有上限和下限,永远不会造成OverflowException,但是如果值太大,没有足够的内存来改变数组大小,对BigInteger的运算可能抛出OutOfMemoryException异常
引用类型
分配操作:托管堆分配内存,额外成员(类型对象指针和同步索引块)初始化分配对象时,可能强制执行一次垃圾收集操作
引用类型的复制,只复制内存地址
字段布局默认使用System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute.LayoutKind.Auto
int x = 4; object o = x; short y = (short)(int)o; // 注意,先拆箱为正确的类型,再进行转型
值类型
轻量类型,没有额外成员,避免了频繁的内存分配节省性能一般在栈上分配,不需要提供指针引用
不受垃圾回收器控制,所以也缓解了托管堆和GC的压力
枚举从Enum派生,Enum和其他值类型都从ValueType派生
默认隐式密封不可派生,可以实现接口
new一个值类型,所以字段初始化位0,如果不new编译器认为字段未初始化
值类型不适合太大(16字节或更小),太大就增加内存拷贝的开销
ValueType重写了Equals和GetHashCode方法,默认使用所有字段计算和匹配
值类型建议不可变,字段都标记为readonly比较规范
建议重写自己的GetHashCode和Equals方法,节省性能并且避免装箱
值类型内存回收,不会通过Finalize方法
字段布局默认使用System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute.LayoutKind.Sequential
如果不考虑到非托管交互,使用LayoutKind.Auto可以提升性能
值类型没有同步块索引,所以不能使用lock或Monitor让多线程同步对实例的访问
值类型调用基类虚方法会导致装箱,转型为接口会导致装箱
同一性和相等性
同一性使用ReferenceEqualsEquals和==通常表示相等性,因为是虚方法,会被重写
使用泛型IEqualable<T>避免装箱拆箱,并且类型安全
建议Equals和GetHashCode一起实现,确保相等性算法和哈希吗算法一致
哈希算法规则:
良好的随机分布,时哈希表获得最佳性能
尽量不适用基类的GetHashCode
算法应该至少使用一个实例字段,并且此字段是不可变的
如果非要获取对象引用的唯一ID,使用RuntimeHelpers的GetHashCode
ValueType的GetHashCode使用反射和XOR运算,性能不好,建议重写
哈希码不适合用来做持久化标识,可能产生“哈希碰撞”
Dynamic类型
应用场景和动态语言交互,如Python或Ruby
和支持IDispatch接口的COM对象通讯
和HTML的DOM进行通讯
忽略编译检查,编译器生成特殊的IL
payload,有效载荷,使用运行时绑定器Runtime Binder
payload运行时生成动态代码,进入驻留内存的程序集,匿名寄宿DynamicMethods程序集
编译器允许使用隐式转型语法将dynamic和其他类型转型(可能发生装箱拆箱及异常)
允许使用隐式类型复制动态类型,类型推断为dynamic
如果调用返回值为dynamic的方法却返回void,实际值得到null
特定场景,编译器将dynamic转型为特定接口(如IEnumerable和IDisposable)
运行时判断转型结果,如果转型失败,Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.RuntimeBinderException
dynamic可以简化反射和调用,不过有额外开销,慎用
其他组件动态调用 IDynamicObjectProvider –> GetMetaObject() –> DynamicMetaObject派生类型
如果未实现,则视为C#的Object,运行时进行反射
和动态语言(比如Python)之间传递ExpandoObject对象
dynamic e = new ExpandoObject(); e.x = 6; e.y = "Feck"; e.z = null; foreach (var v in e) { Console.WriteLine("Key={0}, Value={1}", v.Key, v.Value); } e.Remove("x");
类型和成员基础
友元程序集[assembly:InternalVisibleTo("AssemblyName, PublicKey=...")]
注意:不包含版本和语言文化
接口成员的可访问性都是public,禁止显式指定
派生类可以放宽可访问性,不允许缩紧
静态类
默认 abstract sealed,只继承Object,不允许实现接口
方法调用
call指令,静态方法(指定类型)、实例方法(指定对象变量)和虚方法。call指令经常用于非虚的方式调用一个虚方法
callvirt指令,此IL指令调用实例方法和虚方法,但不能调用静态方法。调用发出调用对象的实际类型,然后以多态方式调用。由于要检查null条件,所以比call指令稍慢。即使调用非虚的实例方法,也要执行null检查,之所以使用callvirt调用非虚方法,为了执行null检查。C#使用callvirt调用所有的实例方法,调用基类比如base.ToString()会强制使用非虚call指令。如果虚方法调用,则无限递归至栈溢出
由于值类型不为null,也没有多态调用,所以编译器一般都以非虚方式调用值类型的方法
建议尽量避免虚方法,1:性能低 2:不可内嵌(inline) 3:弱化版本控制
常量
使用基元类型定义
隐式为静态成员而不是实例成员
定义常量值将创建元数据,常量值嵌入IL,不会运行时创建内存
常量不会运行时动态引用程序集查找值,如果希望引用查找,使用readonly
volatile表示,编译器CLR或硬件不会执行一些“线程不安全”的优化措施
字段
类型字段(静态)和实例字段(非静态)
类型字段,在类型对象中分配,类型对象在类型加载到AppDomain时(引用该类型的任何方法首次进行JIT编译时)创建
对应实例字段,容纳字段数据的动态内存则是在构造类型的一个实例时分配的
注意:可以利用反射来修改readonly字段
方法
类的字段的内联初始化实际上是在构造函数中进行的
内联语法需要考虑性能问题
如果类的abstract,默认构造函数的可访问性就为protected
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