unity 引用namespace

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IT独行侠 2024-07-09 11:08:19

文章标签 unity 引用namespace c# unity 引用类型对象指针 文章分类 架构后端开发

曾经被“类型对象指针”和“同步块索引”困扰，网上查了很多，也还是一头雾水的状态，花了些时间，做了比较深入的了解后，想做个总结，如能给还处在迷茫中的朋友一些帮助，那我不胜荣幸，也欢迎大家提出指正，我也将不胜感激。

废话不多说，进入正题。很多人可能问，这俩（类型对象指针，同步块索引）和标题有什么关系？不是讲值类型和引用类型吗？其实关联性很强，稍后会讲到，先从最基础的开始。

值类型 and 引用类型

所谓值类型，C#的所有值类型都被称之为结构或者枚举，而引用类型都是类（CLR Via c#中是这么描述值类型和引用类型的），我在vs里查看，发现int 其实是 struct Int32，大家可以自行验证。值类型要简单的多，不在堆上分配，不涉及垃圾回收（GC），值类型在栈上分配（引用类型内部的值类型在堆上分配），所以本篇幅的重点放在引用类型上。

装箱and拆箱

从值类型转换为引用类型的过程称之为装箱，而从引用类型转换为值类型的过程称为拆箱（在CLR Via c#中定义的拆箱只是一个获取指针的过程，但我觉得拆箱具体定义并不重要，理解这个过程即可），装箱和拆箱下文也会讨论。

对象创建过程

c#创建对象使用new关键字，对于值类型，new会调用构造函数，而对于引用类型，除了调用构造函数外，还会涉及到分配堆内存空间的过程，最终会返回引用类型在堆上的起始地址（其实并不是起始地址，稍后会讲到）。由此可见，引用类型由两部分组成，一部分是在栈上保存了指向堆内存的地址（也就是一个指针），一部分是在堆上的，真正的引用类型的具体内容。那么具体内容是什么呢？当然包括引用类型的实例字段（这个大家都知道），还包含了任何托管堆上的对象都共有的两个额外成员，也就是开头提到的类型对象指针和同步块索引。这俩成员对于引用类型至关重要，后面会详细讨论。

装箱拆箱详解

由此可见，值类型转换为引用类型（装箱）绝不是把值类型字段复制到堆上这么简单，还需要初始化类型对象指针和同步块索引，这两个字段是有额外开销的，是要消耗内存的，会引发GC，在64位机器上，这俩各占8个字节（32位机器各4个字节），所以，即使一个引用类型内部为空，没有声明定义任何东西，new之后，也至少占用了16个字节（64位机器），其实一个空引用类型实际占用了24个字节（64位机器）。值得一提的是，在64位机器上，同步块索引虽然占用8字节，但是只使用了后4字节。

类型对象（方法表）指针

类型对象指针（或者叫方法表指针）是一个地址，指向.net运行时内部保存的类型数据的地址，类型数据中保存了很多有用的信息，还和反射有关，这里不详细讨论。类型对象指针可以获取对象真正的类型，gettype方法正是返回了类型对象指针获取到的对象的真正类型。比如定义一个object类型的int数组，调用gettype方法，返回的是system.int32[]，也说明了对象的类型并不是在声明时指定的，而是由类型对象指针决定的，所有同一类型的引用对象的类型对象指针都指向同一个类型对象。

拓展：值类型调用gettype

到这里，会产生一个疑问，值类型是否能调用gettype方法？返回什么？因为gettype方法和类型对象指针息息相关，而值类型在栈上，没有类型对象指针，所以值类型调用gettype会产生装箱！装箱后变为引用类型会有类型对象指针，调用gettype后会产生正确的返回。值得一提的是，前面提到了栈上保存了指向堆内存的地址，这个地址正是类型对象指针的起始地址（关于引用类型的内存布局稍后会讲到）。

对象头（同步块索引）

同步块索引，位于引用类型的头部，见名知意，是同步块的索引，同步块是CLR维护的一个数据结构，和线程同步有关，但是在深入了解后，我更愿意将之称为“对象头”而不是同步块索引，因为同步块索引只是表达了对象头部信息的一部分内容，该位置还和hashcode有关，和gc，析构函数等有关。后面我将使用对象头这个称谓替代同步块索引。

对象头的结构

微软对于对象头的设计很精妙，对象头实际内容只有四个字节，前面提到了，在64位机器上，对象头虽然占用8字节，但是只使用了后4字节。对象头可以分为两部分来看，高6位和剩余26位，高6位可称之为标志位，就像开关一样，低26位会根据高4,5,6位的不同而展示不同内容，对于高6位的标志这里只做大概简介：高1位和string类型以及gc时标记对象状态有关，高2位和string类型及析构函数相关，高3位标记对象是否是固定对象（gc相关），高4位和自旋锁，线程锁相关，高5位和同步块索引和hash值相关，高6位和hash值相关。低26位可能存储对象的hash值，或者线程相关的信息，或者同步块索引等。关于对象头的更具体的内容，后续可能新开一个篇幅详细介绍，这里就不展开了，欢迎留言或私聊。