前言

不知不覺已經(jīng)踏入坑已10余年之多，對(duì)于c#多多少少有一點(diǎn)自己的認(rèn)識(shí)，寫出來渴求同類抨擊，對(duì)自己也算是個(gè)十年之癢的一個(gè)總結(jié)。

C#把數(shù)據(jù)類型分為值類型和引用類型

1.1：從概念上來看，其區(qū)別是值類型直接存儲(chǔ)值，而引用類型存儲(chǔ)對(duì)值的引用。

1.2：這兩種類型在內(nèi)存的不同地方，值類型存儲(chǔ)在堆棧中，而引用類型存儲(chǔ)在托管對(duì)上。存儲(chǔ)位置的不同會(huì)有不同的影響。

下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧

基本概念

CLR支持兩種類型：值類型和引用類型。 面試過很多5年左右的同學(xué)，有很多連值類型和引用類型的基本概念都回答不上來，難道現(xiàn)在的c#開發(fā)人員基礎(chǔ)這么弱了嗎？還是大家都不重視基礎(chǔ)呢？這個(gè)隨便找一篇博客都可以基礎(chǔ)入門的。

引用類型

哪些類型是引用類型呢？其實(shí)一個(gè)可以稱為”類“的類型都是引用類型。 引用類型總是從托管堆上分配的，常用的語法就是New XX(). C#的new 操作符會(huì)返回對(duì)象的指針 - 也就是指向?qū)ο髷?shù)據(jù)的內(nèi)存地址的一個(gè)引用。引用類型的傳遞其實(shí)傳遞的是對(duì)象的指針（string類型比較特殊），所以在特定的場(chǎng)景下性能是高于值類型的。一個(gè)引用類型在創(chuàng)建時(shí)默認(rèn)為null，也就是說當(dāng)前變量不指向一個(gè)有效的對(duì)象，也就是我們常遇到的異?！拔磳?duì)象引用設(shè)置到對(duì)象的實(shí)例”。

值類型

因?yàn)橐妙愋妥兞慷夹枰M(jìn)行一次堆內(nèi)存的分配，這會(huì)給GC造成很大的壓力，所以CLR提供了輕量級(jí)類型“值類型”。 值類型一般在線程棧上分配。（注意：值類型可以嵌入一個(gè)引用對(duì)象中）一個(gè)值類型變量其實(shí)就包含了值類型實(shí)例的值，所以它沒有引用類型的指針（大家猜想值類型需不需要類型對(duì)象指針呢？）

相同點(diǎn)和不同點(diǎn)

相同點(diǎn)

• 值類型和引用類型都是System.Object的子類
• 值類型和引用類型都可以繼承接口。（很多人都認(rèn)為值類型不能繼承接口）

 interface Itest
 {
 void test();
 }
 struct TestStruct : Itest
 {
 public void test()
 {
 throw new NotImplementedException();
 }
 }

不同點(diǎn)

• 值類型分配在堆棧上，引用類型是在托管堆上分配的。這里需要指出一點(diǎn)：如果一個(gè)引用類型中的某個(gè)屬性是值類型，這個(gè)值類型的屬性是分配在托管堆上的。
• 所有的值類型都是隱式密封的（sealed），例如 ：你不可能繼承int 來構(gòu)造自己的類型。
• 值類型的每一次賦值都會(huì)執(zhí)行一次逐字段的復(fù)制，所以如果是頻繁賦值也會(huì)造成性能上的壓力，引用類型的賦值只是指針的傳遞，其實(shí)也是生成新的指針實(shí)例。
• 引用類型額外有類型對(duì)象指針和同步塊索引，值類型是沒有的。所以我們平時(shí)使用lock 鎖的對(duì)象不可能是值類型，因?yàn)橹殿愋蜎]有同步塊索引

性能

有的同學(xué)說值類型的性能高于引用類型，那為什么不都用值類型呢？引用類型也是如此。任何東西都有兩面性，只有合適的類型，沒有萬能的類型。

1、值類型：所謂的.net Framework中的“輕量類型”，為什么說是“輕量”呢，這和他的內(nèi)存分配有直接關(guān)系，因?yàn)橹殿愋褪欠峙湓跅Ｉ?，所以在GC的控制之外，不會(huì)對(duì)GC造成壓力。那是不是可以隨便用呢？當(dāng)然不是，舉個(gè)例子：我自定義一個(gè)struct 類型作為一個(gè)方法的參數(shù)會(huì)發(fā)生什么呢？每次調(diào)用都會(huì)發(fā)生全字段的賦值，這是不可接受的，這也是典型的值類型勿用場(chǎng)景。

2、引用類型：引用類型分配在堆中，所以會(huì)影響GC，如果頻繁的初始化引用類型，對(duì)GC的壓力是很大的，因?yàn)槊恳淮畏峙涠加锌赡軙?huì)強(qiáng)制執(zhí)行一次垃圾收集操作。另外提一點(diǎn)，引用類型的所占內(nèi)存，并非所有屬性/字段的和，堆上分配的每個(gè)對(duì)象都有一些額外的成員，這些成員必須初始化。（類型對(duì)象指針和內(nèi)存塊索引）。

3、裝箱拆箱：所謂裝箱就是將值類型轉(zhuǎn)化為引用類型的過程。拆箱則相反（只是概念上相反，實(shí)際編譯器的操作不一樣）。有的同學(xué)說裝箱拆箱影響性能，那到底是裝箱影響呢還是拆箱呢還是都影響呢？

裝箱發(fā)生了什么過程呢：

• 在托管堆中分配好內(nèi)存，分配的內(nèi)存量是值類型的各個(gè)字段需要的內(nèi)存量加上托管堆上所以對(duì)象的兩個(gè)額外成員（類型對(duì)象指針，同步塊索引）需要的內(nèi)存量
• 值類型的字段復(fù)制到新分配的堆內(nèi)存中
• 返回對(duì)象的地址，這個(gè)地址就是這個(gè)對(duì)象的引用

拆箱發(fā)生了什么過程呢：

• 獲取已經(jīng)裝箱的值類型實(shí)例的指針
• 把獲取到的值復(fù)制到棧

所以裝箱是比較耗費(fèi)性能的，還有可能引發(fā)一次GC操作，而拆箱只是一個(gè)獲取指針的過程耗費(fèi)資源要比裝箱小的多。注意：一個(gè)對(duì)象拆箱之后只能還原為原先未裝箱之前的類型，例如：你不能把int32類型裝箱后還原為int16類型。 所以面試的時(shí)候可以和面試官裝B一下了~~

測(cè)試?yán)?/strong>

static void Main(string[] args)
 {
 Console.WriteLine("test start");
 int totalCount = 10000000;
 Stopwatch sw = new Stopwatch();
 sw.Start();
 for (int i = 0; i < totalCount; i++)
 {
  TestRef temp = new TestRef() { Id = i, Name = "test" };
 }
 sw.Stop();
 Console.WriteLine($"引用類型耗時(shí):{sw.ElapsedMilliseconds}");
 sw.Reset();
 sw.Start();

 for (int i = 0; i < totalCount; i++)
 {
  TestVal temp = new TestVal() { Id = i, Name = "test" };
 }
 sw.Stop();
 Console.WriteLine($"值類型耗時(shí):{sw.ElapsedMilliseconds}");
 Console.Read();
 }

 class TestRef
 {
 public int Id { get; set; }
 public string Name { get; set; }
 }
 struct TestVal
 {
 public int Id { get; set; }
 public string Name { get; set; }
 }

static void Main(string[] args)
 {
 Console.WriteLine("test start");
 long totalCount = 1000000000;
 Stopwatch sw = new Stopwatch();
 sw.Start();

 TestRef tempRef = new TestRef() { Id = 1, Name = "test" , Name2="r3rewfdsafdsa", Name3="fsrewfdsafdsafdsa", Name4="fdafdasfdsafdsa", Name5="432tretsfds", Name6="fdsafdasfdasfd" };
 for (int i = 0; i < totalCount; i++)
 {
  TestR(tempRef);
 }
 sw.Stop();
 Console.WriteLine($"引用類型耗時(shí):{sw.ElapsedMilliseconds}");
 sw.Reset();
 sw.Start();
 TestVal tempVal = new TestVal() { Id = 1, Name = "test", Name2 = "r3rewfdsafdsa", Name3 = "fsrewfdsafdsafdsa", Name4 = "fdafdasfdsafdsa", Name5 = "432tretsfds", Name6 = "fdsafdasfdasfd" };
 for (int i = 0; i < totalCount; i++)
 {
  TestV(tempVal);
 }
 sw.Stop();
 Console.WriteLine($"值類型耗時(shí):{sw.ElapsedMilliseconds}");
 Console.Read();
 }
 static void TestR(TestRef r)
 {
 return;
 }
 static void TestV(TestVal v)
 {
 return;
 }

 class TestRef
 {
 public int Id { get; set; }
 public string Name { get; set; }
 public string Name2 { get; set; }
 public string Name3 { get; set; }
 public string Name4 { get; set; }
 public string Name5 { get; set; }
 public string Name6 { get; set; }
 }
 struct TestVal
 {
 public int Id { get; set; }
 public string Name { get; set; }
 public string Name2 { get; set; }
 public string Name3 { get; set; }
 public string Name4 { get; set; }
 public string Name5 { get; set; }
 public string Name6 { get; set; }
 }