C# Struct的內(nèi)存布局問(wèn)題解答
問(wèn)題:請(qǐng)說(shuō)出以下struct的實(shí)例大小以及內(nèi)存布局
struct Struct1
{
public byte a;
public short b;
public string c;
public int d;
}
struct Struct2
{
public byte a;
public long b;
public byte c;
public string d;
}
struct Struct3
{
byte a;
byte b;
long c;
}
struct Struct4
{
byte a;
long b;
byte c;
}
一會(huì)再看答案,看看和你的理解是不是有很大的出入?其實(shí)struct和class的內(nèi)存布局都是由StructLayoutAttribute的構(gòu)造參數(shù):LayoutKind枚舉決定的,struct由編譯器添加LayoutKind.Sequential,class由編譯器添加的是LayoutKind.Auto。而Sequential通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以總結(jié)如下:
1. 對(duì)于不帶引用類(lèi)型的struct:按照定義的順序排列,內(nèi)存布局和c,c++規(guī)則相同。比如:
Byte a;
Byte b;
Long c;
的大小是 a,b填充4字節(jié),c填充8字節(jié)
Byte a
Long c
Byte b
的大小是 a填充8字節(jié),c填充8字節(jié),b填充8字節(jié)
2. 對(duì)于帶有引用類(lèi)型的struct:大于4字節(jié)的字段 -> 引用字段 -> 小于4字節(jié)的字段
對(duì)于小于4字節(jié)的字段按照大小排列,如果大小相同按照定義順序,內(nèi)存布局和規(guī)則1相同。不過(guò)這里有個(gè)需要注意的地方就是如果字段還是一個(gè)struct類(lèi)型的,那么這個(gè)字段始終排在最后。
所以上面的答案是:
Struct1:c(4) -> d(4) -> b(2) ->a(2)
Struct2:b(8) -> d(4) -> a(1)c(1)填充2字節(jié)
Struct3: a(1)b(1)填充2字節(jié) -> c(8)
Struct4:a(1)填充7字節(jié)->b(8)->c(1)填充7字節(jié)
如果你想親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)一下的話需要使用SOS.dll進(jìn)行調(diào)試(關(guān)于SOS配置和使用入門(mén)的文章博客園上有很多)以struct1為例:
Struct1s1 = new Struct1();
s1.a = 1;
s1.b = 15;
s1.c = "c";
s1.d = 32;
.load sos
已加載擴(kuò)展C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll
!clrstack -a
PDB symbol for mscorwks.dll not loaded
OS Thread Id: 0x15fc (5628)
ESP EIP
0041ee3c 03ba01aa Test_Console.Class12.Main()
LOCALS:
0x0041ee84 = 0x01b02b0c
0x0041ee74 = 0x00000020
0x0041ee68 = 0x00000000
0x0041ee50 = 0x00000000
0041f104 6ebd1b4c [GCFrame: 0041f104]
.load sos
已加載擴(kuò)展C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll
!name2ee *!Test_Console.Struct1 //得到Struct1的方法表地址
PDB symbol for mscorwks.dll not loaded
Module: 6d5d1000 (mscorlib.dll)
--------------------------------------
Module: 00192c5c (Test_Console.exe)
Token: 0x02000012
MethodTable: 00193828
EEClass: 007a45b4
Name: Test_Console.Struct1
!clrstack -a //得到struct1實(shí)例的棧上地址
OS Thread Id: 0x1438 (5176)
ESP EIP
003eef0c 008f00c9 Test_Console.Class12.Main()
LOCALS:
0x003eef1c = 0x01c12b0c
003ef17c 6ebd1b4c [GCFrame: 003ef17c]
!dumpvc 00193828 0x003eef1c //查看值類(lèi)型的layout
Name: Test_Console.Struct1
MethodTable 00193828
EEClass: 007a45b4
Size: 20(0x14) bytes
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
6d84340c 400001c a System.Byte 1 instance 1 a
6d83e910 400001d 8 System.Int16 1 instance 15 b
6d8408ec 400001e 0 System.String 0 instance 01c12b0c c
6d842b38 400001f 4 System.Int32 1 instance 32 d
在內(nèi)存窗口中可以看到內(nèi)存布局為:
0x003EEF1C 01c12b0c 00000020 0001000f
這里我要說(shuō)明下使用dumpvc后會(huì)給出一個(gè)size,這里是20字節(jié),比我們計(jì)算的結(jié)果多出8個(gè)字節(jié),我的理解是因?yàn)橐妙?lèi)型有附加的8字節(jié)(syncblkindex + methodtableaddress)所以這里的size也加上了8.
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