new,is和as运算符解析及运行时类型,对象,线程堆栈,托管堆之间的联系

本文涉及的产品
云解析 DNS,旗舰版 1个月
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
简介:

CLR要求对象必须使用new运算符创建,在使用new运算符创建一个对象时具体都做了些什么呢?

1.计算所有定义的实例字段,所有的基类型包括System.Object需要分配的字节数。

每一个堆上的对象还需要两个额外的成员:类型对象指针 和同步块索引,CLR使用它们来管理对象。它们两个需要的字节数算在对象的大小里面。

2.从托管堆分配对象需要的字节数(也就是给对象分配内存)。所有的字节置为0

3.初始化类型对象指针 同步块索引

4.调用实例构造器。大多数编译器自动生成调用基类构造器的代码。最终会调用Sytem.Object的构造器,这个构造器方法什么也不做,只是return。

在new执行完上面的操作以后,返回一个新创建的对象的引用,这个引用保存在实例对象变量里。如:A a=new A();   保存在变量a里。

 

is和as运算符

复制代码
//o是一个Object对象    Employee是一个类
if(o is Employee)
{
     Employee e=(Employee)o;
     ...
}
复制代码

上面的代码是关于is非常典型的应用,这里CLR会进行两次类型 检查:①is运算符检查   ②执行强转的时候检查。CLR的类型检查提高了安全性,同时也会消耗一部分性能。C#提供了as运算符来简化代码并且改善性能。

Employee  e=o as Employee;
if(e!=null)
{
    //...
}

这里CLR会检查o的类型是否兼容Employee,如果兼容则返回Employee对象的引用,否则返回null。这里只执行了一次类型检查

 

运行时类型,对象,线程堆栈,托管堆之间的联系

当创建一个线程时,会分配1M的堆栈空间,用来向方法传递参数以及存放定义在方法里面的局部变量。堆栈的建造是从高位内存地址向地位内存地址进行。下面演示一个线程执行调用M1方法的过程:

M1方法执行时,首先会在堆栈上为name变量分配内存:

接着M1调用M2方法,将name局部变量作为参数参数传递,name变量的地址进栈:

接着会执行M2方法,首先还是给length和tally两个局部变量从堆栈上分配内存:

M2执行到return语句,返回到M1,继续执行。

 

调用静态方法,实例方法以及虚方法之间的不同

复制代码
internal  class Employee  
{  
     public          Int32     GetYearsEmployed()     { ...  }  
     public  virtual String     GetProgressReport()  { ...  }  
     public  static   Employee   Lookup(String  name)  { ...  }  
}  
 
internal  sealed  class Manager : Employee  
{  
     public  override  String     GetProgressReport()  { ...  }  
}
复制代码

加入代码接着调用M3方法,M3方法包含的代码阐释了CLR的运行原理(一般可能不这样写代码)

上图展示CLR载入到进程,托管堆初始化。

当JIT编译器将M3的IL代码编译为本地CPU指令时,CLR会保证定义这些类型的程序集加载。使用程序集的元数据,CLR这些类型的信息并创建一些数据结构来呈现类型本身。关于Employee和Manager类型展示如下:


(Int32和String是常用的类型,这里没有展示)

1.在定义一个类型时,可以定义一个静态数据字段,存放类型对象本身的内存分配的字节数。每一个类型对象里面是一个包含每个方法入口的方法表,这里的Employee定义了GetYearsEmployed , GetProgressReport, 和Lookup三个方法,所以在Employee的方法表里面有三个入口。在CLR确定了所有的方法被创建并编译之后,线程开始执行M3的CPU指令。同样,这里会为M3方法的局部变量分配内存,(初值为0或null)。

2.接着M3执行构造器创建Manager对象,

3.接着执行下面的代码,M3调用静态方法Lookup。当调用静态方法时,JIT编译器会定位到跟定义静态方法相对应的类型对象。然后,JIT编译器定位到方法表的入口处。Lookup方法在堆上构造了一个Manager对象并且返回该对象的地址。保存在变量e中,此时e不再指向开始new出来的那个Manager对象,开始的Manager对象已经没有变量引用它。在未来某个时候GC会对它进行回收。

4.接着M3调用非虚方法的实例方法GetYearsEmployed,CLR会定位到与变量e类型一致的对象。(如果Employee没有定义该方法,JIT编译器会向上一层层查找直到Object。

然后JIT编译器定位到对象的方法表,这里可以看出相对于静态方法多了一步定位。编译该方法(如果之前没有编译过),调用编译后的代码。

5.接着M3调用虚方法实例方法GetProgressReport,调用时,JIT会生成一些额外的代码,这些代码在每一次方法调用时都会执行,它会首先会查找发起调用的变量,然后跟随地址来调用对象。这里的e变量执行了Manager对象,生成的额外的代码会检查对象内部的类型对象指针,该指针成员引用了实际的对象的类型。然后定位到对象的方法表,接着编译。

 

 

注   《CLR via C#》(Jeffrey Richter著)——.NET 界的经典之作,读的过程写点笔记跟大家分享,我也推荐大家看英文版,能够直接领会原意   

本文转自Rt-张雪飞博客园博客,原文链接http://www.cnblogs.com/mszhangxuefei/archive/2012/07/24/clrnotes-4.html如需转载请自行联系原作者


张雪飞

相关文章
|
29天前
|
并行计算 Java 数据处理
SpringBoot高级并发实践:自定义线程池与@Async异步调用深度解析
SpringBoot高级并发实践:自定义线程池与@Async异步调用深度解析
135 0
|
9天前
|
安全 程序员 API
|
6天前
|
存储 设计模式 分布式计算
Java中的多线程编程:并发与并行的深度解析####
在当今软件开发领域,多线程编程已成为提升应用性能、响应速度及资源利用率的关键手段之一。本文将深入探讨Java平台上的多线程机制,从基础概念到高级应用,全面解析并发与并行编程的核心理念、实现方式及其在实际项目中的应用策略。不同于常规摘要的简洁概述,本文旨在通过详尽的技术剖析,为读者构建一个系统化的多线程知识框架,辅以生动实例,让抽象概念具体化,复杂问题简单化。 ####
|
17天前
|
安全 Java
Java多线程通信新解:本文通过生产者-消费者模型案例,深入解析wait()、notify()、notifyAll()方法的实用技巧
【10月更文挑战第20天】Java多线程通信新解:本文通过生产者-消费者模型案例,深入解析wait()、notify()、notifyAll()方法的实用技巧,包括避免在循环外调用wait()、优先使用notifyAll()、确保线程安全及处理InterruptedException等,帮助读者更好地掌握这些方法的应用。
13 1
|
2月前
|
缓存 Java 应用服务中间件
Java虚拟线程探究与性能解析
本文主要介绍了阿里云在Java-虚拟-线程任务中的新进展和技术细节。
|
1月前
|
安全 Java 数据库连接
Python多线程编程:竞争问题的解析与应对策略
Python多线程编程:竞争问题的解析与应对策略
21 0
|
1月前
|
安全 Java 数据库连接
Python多线程编程:竞争问题的解析与应对策略【2】
Python多线程编程:竞争问题的解析与应对策略【2】
22 0
|
29天前
|
缓存 Java 程序员
Map - LinkedHashSet&Map源码解析
Map - LinkedHashSet&Map源码解析
66 0
|
29天前
|
算法 Java 容器
Map - HashSet & HashMap 源码解析
Map - HashSet & HashMap 源码解析
51 0
|
29天前
|
存储 Java C++
Collection-PriorityQueue源码解析
Collection-PriorityQueue源码解析
58 0

推荐镜像

更多
下一篇
无影云桌面