揭示同步块索引(下):总结

 

揭示同步块索引(下):总结

 

同步块的三个作用

1  GC启动时候用来进行垃圾回收算法的时候会用到同步块的一个位，作为标志

2  hashcode

3  lock

前面，我用两篇文章详细的讨论了同步块索引在lock和GetHashCode所起的作用。不过两篇文章是分开来讨论的。那可能有人会问，如果我有一个object，它既作为lock的lockHelper对象，也要调用它的GetHashCode方法该怎么办，难道这个同步块索引还可以承担这两个任务么。同步块索引是可以承担这两个任务，但是里面却隐藏着更大的秘密，我们先来看看与同步块索引相关的结构：

大致就是这样的一个结构，一个对象的ObjectHeader中的SyncBlockIndex指向一个Sync Block Entry Table中的一项，这里用虚线表示，是说明这里不是使用指针直接的指向，而是一个索引，这样有个什么好处呢，就是CLR可以随便把这个Table放在哪里，也可以按需增大这个Table的容量，反正我这里使用的是索引而不是指针，是间接的指向。这个Table里的每一项都是一个SyncTableEntry，这个SyncTableEntry有两个字段，第一个字段是一个SyncBlock的指针，指向一个SyncBlock对象。还有一个字段是一个Object指针，有了这个指针CLR就可以跟踪这个SyncBlock是哪个对象的，而且SyncTableEntry和SyncBlock不是放在GC管理的内存中，所以可以根据这个Object*来跟踪对应的对象的实例，当对象死亡后，可以回收对应的SyncBlock和SyncTableEntry，不过这个Object的指针是一个弱引用（弱引用的作用是，如果没有任何强引用引用该对象，则该对象可以被认为是垃圾，允许被垃圾收集）。

不过要注意的是，上面这种结构并不是一个对象“与生俱来”的，也就是说对象刚初始化的时候并不如此。当一个对象刚初始化的时候，在ObjectHeader中，SyncBlockIndex字段是为0的，这个在上一篇文章中的Visual Studio + SOS的实验中我们已经见到过。而如果调用对象的GetHashCode方法，则对象的ObjectHeader中的SyncBlockIndex字段的低26位则用来存储该对象的HashCode，而高6位作为一个标识，表示现在SyncBlockIndex作为存储HashCode之用，具体做法就是将这个SyncBlockIndex与BIT_SBLK_IS_HASHCODE (#define BIT_SBLK_IS_HASHCODE 0x04000000)作或运算，判别的时候作一下与运算。这个在上一篇文章中也介绍了。而如果调用对象的GetHashCode方法之后，继续将该对象作为lock的对象使用呢？这个时候SyncBlockIndex的低26位会摇身一变，变成一个索引，而且还与BIT_SBLK_IS_HASH_OR_SYNCBLKINDEX (#define BIT_SBLK_IS_HASH_OR_SYNCBLKINDEX 0x08000000)作一下或运算，表示这个SyncBlockIndex现在啊既有存储HashCode之功用，又要作为lock的对象。

那既然这低26位变成了索引，那原来的HashCode跑到哪里去了呢？这个就要一探SyncBlock的结构了：

我们看到最后一个字段，这个字段就是如果SyncBlockIndex还做其他用途是，CLR会将计算所得的hashcode放到这里。而如果对象只作lock对象使用，而没有调用GetHashCode方法，则这个字段为0。根据调用的顺序，这个m_dwHashCode的设置有两种方式：

1、已经调用了GetHashCode方法，然后作lock之用，那这里的m_dwHashCode就是之前存储在SyncBlockIndex中的低26位。

2、先作lock之用，然后调用GetHashCode，那m_dwHashCode就是当时新生成的HashCode，然后放在这里的。

从图中我们还有ADIndex这么一个字段，这个字段是表示当前这个对象属于哪个AppDomain，实际上这个字段也可以在SyncBlockIndex里设置，但是如果SyncBlockIndex要担负别的责任，比如该对象作为lock对象时，ADIndex就在SyncBlock里这个字段设置了。关于为什么需要这个ADIndex我现在还没弄清楚，等我弄明白了，再来更新这篇文章。

SyncBlock的第一个字段是AwareLock，实际上这个东西和我第一篇文章中提到的CRITICAL_SECTION结构是一样的，具体细节可以参见“揭示同步索引块(上)-从lock开始”这篇文章。

而这里的SLink字段有两个作用：

1、当SyncBlock是活动的时候，这个字段将作为一个队列，保存在这里排队的线程（作为lock对象时）。

2、当SyncBlock被回收时，这个字段就作为空闲的SyncBlock列表。

 

好了，同步块索引的相关用途和结构在上、中、下这三篇文章中基本讨论完了。没想到这么一个小小的，不起眼的同步块索引却有这么一番作用。从这个同步块索引的使用上，也可以看得出来微软的CLR Team在设计的时候，对内存、性能可谓斤斤计较，充分的利用每一个bit，一个bit的不同就会表示不同的作用。