那些年我们说过的值类型与引用类型

　　CLR支持两种类型：引用类型和值类型,虽然FCL中大多的类型都是引用类型，但是我们程序员用得最多的还是值类型。引用类型总是从托管堆上分配的，C#的new操作符会返回对象的内存地址---也就是指向对象数据的内存地址，引用类型有以下特点：

1.  内存必须从托管堆上分配。
2. 堆上分配的对象都有一些额外的成员，这些成员必须初始化。
3. 从托管堆上分配一个对象时，可能强制执行一次垃圾收集操作。

　　托管堆的概念，简单的说，所有的.NET语言在分配引用类型对象时都要使用托管堆。像值类型这样的轻量级对象始终分配在栈中，但是所有的类实例和数组都被生成在一个内存池中，这个内存池就是托管堆。托管堆的更深入理解请看这里：http://blog.sina.com.cn/s/blog_538342930100nlmc.html

　　试想如果所有类型都是引用类型，那么我们的应用程序在使用一个Int32值都要进行一次内存分配，性能会受多么大的影响，幸运的是CLR提供了更为轻量级的值类型，值类型有以下特点：

1. 值类型在线程栈上分配。
2. 值类型的实例没有引用类型的特殊成员：类型对象指针和同步块索引，因而不受垃圾回收器的控制，这一点很大程度的缓解了托管堆的压力，减少了应用程序在生存期内垃圾回收的次数
3. 所有的值类型派生自System.ValueType
4. 所有的值类型都是隐式密封的，这意味着值类型不能被继承
5. 结构，枚举类型属于值类型

　　按照国际惯例，应该上一段代码：

        class Aref { public Int32 x;}



        struct Aval { public Int32 x;}



        static void Main(string[] args)

        {

            Aref r1 = new Aref();

            Aval v1;

            r1.x = 1;

            v1.x = 1;



            Aref r2 = r1;

            Aval v2 = v1;

            r1.x = 5;

            v1.x = 6;

            Console.WriteLine(r1.x);//显示5

            Console.WriteLine(r2.x);//显示5

            Console.WriteLine(v1.x);//显示6

            Console.WriteLine(v2.x);//显示1

        }

　　上面这段代码应该很容易看懂，这也是我们程序员面试的时候经常碰到的一个问题之一，它很好的说明了值类型与引用类型的区别。注意到上面的代码Aval v1 并没有写成 Aval v1 = new Aval()，使用new操作符可以对值类型初始化，在线程栈上分配实例，并将字段初始化为零。

　　值类型能提供更好的性能，将类型声明为值类型需要满足以下条件：

1. 类型不需要从其他类型继承
2. 类型不会派生其他类型
3. 类型中没有成员修改该类型的任何字段

　　一个方法的返回值为值类型，那么调用者调用该方法的时候，实例中的字段会复制到调用者分配的内存中，所以值类型的实例如果过大也会对性能有损害，CLR推荐值类型的实例应该小于16字节或者更小，如果大于16字节那么该类型不应作为方法的实参传递或者作为返回值。

　　值类型的主要优势在于他不作为对象在托管堆上分配，下面列出了值类型与引用类型的一些不同：

1. 值类型对象有两种表示形式：装箱形式和未装箱形式，而引用类型总是处于已装箱形式。
2. 由于不能将一个值类型来派生新的类型，所以不应在值类型中定义虚方法，值类型所有的方法都不能是抽象的。
3. 创建引用类型的变量时，它被初始化为null，创建值类型变量时，所有成员都被初始化为零。
4. 值类型的赋值会逐字段赋值，引用类型赋值只复制内存地址，所以对一个变量的操作可能影响到另一个变量。
5. 值类型的变量生存期是方法的执行完毕，一旦定义值类型的实例的方法不再处于活动状态，为它分配的内存就会被释放，而引用类型的释放需要GC回收。

　   值类型与引用类型的相互转换称为装箱和拆箱，装箱需要在托管堆上分配额外的对象，将来必须对其进行垃圾回收，所以不必要的，额外的装箱应尽量避免，否则会影响程序的性能和内存消耗，比如在一个循环中重复对一个值类型的变量进行装箱。

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