装箱和拆箱

什么是装箱和拆箱。它其实很简单，把值类型实例转换为引用类型实例，就是装箱。相反，把引用类型实例转换为值类型实例，就是拆箱。

// 装箱
int a = 5;
object obj = a;
//拆箱
a = (int)obj;

值类型数据会直接存储变量

装箱，因为a 是值类型是直接有数据的变量，obj为引用类型是指针与内存是拆分开来的，把 a 赋值给 b 实际上就是 b 为自己创建了一个指针并指向了a的数据空间。

引用类型的变量会在声明时预留出内存地址，其为null， 当进行new创建实例的时候，就分配了堆上的内存空间，把空间地址保存给这个引用变量。

拆箱，相当于把 obj 指向的内存空间复制一份交给了a，因为 a 是值类型，它不允许指向某个内存空间只能靠复制数据来传递数据。

为何需要装箱

栈是本着先进后出的数据结构(LIFO)原则的存储机制，它是一段连续的内存，所以对栈数据的定位比较快速, 而堆则是随机分配的空间,

处理的数据比较多, 无论如何,

至少要两次定位。堆内存的创建和删除节点的时间复杂度是O(logn)。栈创建和删除的时间复杂度则是O(1)，栈速度更快。

那么既然栈速度这么快，全部用栈不就好了。这又涉及到生命周期问题，由于栈中的生命周期是必须确定的，销毁时必须按次序销毁，从最后分配的块部分开始销毁，创建后什么时候销毁必须是一个定量，所以在分配和销毁时不灵活，基本都用于函数调用和递归调用中，这些生命周期比较确定的地方。相反堆内存可以存放生命周期不确定的内存块，满足当需要删除时再删除的需求，所以堆内存相对于全局类型的内存块更适合，分配和销毁更灵活。

当程序、逻辑或接口需要更加通用的时候才会需要装箱。比如调用一个含类型为object的参数的方法，该object可支持任意为型，以便通用。当你需要将一个值类型(如Int32)传入时，就需要装箱。又比如一个非泛型的容器为了保证通用，而将元素类型定义为object，当值类型数据加入容器时需要装箱。

装箱的内部操作

装箱： 根据相应的值类型在堆中分配一个值类型内存块，再将数据拷贝给它。按三步进行。

第一步：在堆内存中新分配一个内存块(大小为值类型实例大小加上一个方法表指针和一个SyncBlockIndex)。

第二步：将值类型的实例字段拷贝到新分配的内存块中。

第三步：返回内存堆中新分配对象的地址。这个地址就是一个指向对象的引用了。

拆箱 ：更为简单点，先检查对象实例，确保它是给定值类型的一个装箱值，再将该值从实例复制到值类型变量的内存块中。

装箱、拆箱对执行效率有哪些影响，如何优化。

由于装箱、拆箱时生成的是全新的对象，不断得分配和销毁内存会不但大量消耗CPU，也同时增加了内存碎片，降低了性能。 那该如何做呢？

最需要我们做的就是减少装箱、拆箱的操作，在我们编程规范中要牢记这种比较浪费CPU的操作，在平时编程要特别注意。

整数、浮点数、布尔等数值型变量的变化手段很少，变不出什么花样来，主要靠加强规范减少装拆箱的情况来提高性能。Struct 有点不一样，它既是值类型，又可以像类一样继承，用途多转换的途径多可变的花样多，稍不留神花样就变成了麻烦，所以这里讲讲 Struct 变化后的优化方法。

1.Struct 通过重载函数来避免拆箱、装箱。 ToString(), GetType(), 如果 Struct 没有写重载ToString()和GetType()的方法，就会在 Struct 实例调用它们时先装箱再调用，导致内存块重新分配性能损耗，所以对于那些需要调用的引用方法，必须重载。

2.通过泛型来避免拆箱、装箱。 不要忘了 Struct 也是可以继承的，在不同的、相似的、父子关系的 Struct 之间可以用泛型来传递参数，这样就不用装箱后再传递了。

比如B,C继承A，就可以有这个泛型方法 void Test(T t) where T:A，以避免使用object引用类型形式传递参数。

3.通过继承统一的接口提前拆箱、装箱，避免多次重复拆箱、装箱。 很多时候拆装箱不可避免，那么我们就让多种 Struct 继承某个统一的接口，不同的 Struct 就可以有相同的接口。把 Struct 传递到其他方法里去时就相当于提前进行了装箱操作，在方法中得到的是引用类型的值，并且有它需要的接口，避免了在方法中重复多次的拆装箱操作。比如 Struct A 和 Struct B 都继承接口 I，我们调用的方法是 void Test(I i)。当调用Test方法时传进去的 Struct A 或 Struct B 的实例都相当于提前做了装箱操作，Test里拿到的参数后就不用再担心内部再次装箱拆箱问题了。