C# Struct的内存布局问题解答
C# Struct的内存布局问题解答
发布时间:2016-12-28 来源:查字典编辑
摘要:问题:请说出以下struct的实例大小以及内存布局复制代码代码如下:structStruct1{publicbytea;publicshor...

问题:请说出以下struct的实例大小以及内存布局

复制代码 代码如下:

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;

}

一会再看答案,看看和你的理解是不是有很大的出入?其实struct和class的内存布局都是由StructLayoutAttribute的构造参数:LayoutKind枚举决定的,struct由编译器添加LayoutKind.Sequential,class由编译器添加的是LayoutKind.Auto。而Sequential通过实验数据可以总结如下:

1. 对于不带引用类型的struct:按照定义的顺序排列,内存布局和c,c++规则相同。比如:

Byte a;

Byte b;

Long c;

的大小是 a,b填充4字节,c填充8字节

Byte a

Long c

Byte b

的大小是 a填充8字节,c填充8字节,b填充8字节

2. 对于带有引用类型的struct:大于4字节的字段 -> 引用字段 -> 小于4字节的字段

对于小于4字节的字段按照大小排列,如果大小相同按照定义顺序,内存布局和规则1相同。不过这里有个需要注意的地方就是如果字段还是一个struct类型的,那么这个字段始终排在最后。

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字节

Struct3: a(1)b(1)填充2字节 -> c(8)

Struct4:a(1)填充7字节->b(8)->c(1)填充7字节

如果你想亲自动手实验一下的话需要使用SOS.dll进行调试(关于SOS配置和使用入门的文章博客园上有很多)以struct1为例:

Struct1s1 = new Struct1();

s1.a = 1;

s1.b = 15;

s1.c = "c";

s1.d = 32;

.load sos

已加载扩展C:WINDOWSMicrosoft.NETFrameworkv2.0.50727sos.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

已加载扩展C:WINDOWSMicrosoft.NETFrameworkv2.0.50727sos.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实例的栈上地址

OS Thread Id: 0x1438 (5176)

ESP EIP

003eef0c 008f00c9 Test_Console.Class12.Main()

LOCALS:

0x003eef1c = 0x01c12b0c

003ef17c 6ebd1b4c [GCFrame: 003ef17c]

!dumpvc 00193828 0x003eef1c //查看值类型的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

在内存窗口中可以看到内存布局为:

0x003EEF1C 01c12b0c 00000020 0001000f

这里我要说明下使用dumpvc后会给出一个size,这里是20字节,比我们计算的结果多出8个字节,我的理解是因为引用类型有附加的8字节(syncblkindex + methodtableaddress)所以这里的size也加上了8.

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