c#.net基础

 

值类型:值类型的实例一般在线程的栈上分配

引用类型:引用类型的实例在线程的托管堆上分配

引用类型变量的Equals比较的是二者的引用地址而不是内部的值，值类型变量的Equals方法比较的是二者的值。

 

堆栈与托管堆

线程堆栈（Thread Stack）：先进后出 (Last-In/First-Out)

堆栈中存储值类型。

堆栈实际上是向下填充，即由高内存地址指向地内存地址填充。

堆栈的工作方式是先分配内存的变量后释放（先进后出原则）。

堆栈中的变量是从下向上释放，这样就保证了堆栈中先进后出的规则不与变量的生命周期起冲突！

堆栈的性能非常高，但是对于所有的变量来说还不太灵活，而且变量的生命周期必须嵌套。

通常我们希望使用一种方法分配内存来存储数据，并且方法退出后很长一段时间内数据仍然可以使用。此时就要用到堆（托管堆）！

 

托管堆（Managed Heap）：托管堆分配在被操作系统保留的一段内存区域中，这段内存区域是由CLR来管理的，这段内存称之为托管堆。

堆（托管堆）存储引用类型。

此堆非彼堆，.NET中的堆由垃圾收集器自动管理。

与堆栈不同，堆是从下往上分配，所以自由的空间都在已用空间的上面。

 

每个正在运行的程序都对应着一个进程（process），在一个进程内部，可以有一个或多个线程（thread），每个线程都拥有一块“自留地”，称为“线程堆栈”，大小为1M，用于保存自身的一些数据，比如函数中定义的局部变量、函数调用时传送的参数值等，这部分内存区域的分配与回收不需要程序员干涉。所有值类型的变量都是在线程堆栈中分配的。读取速度快。

 

另一块内存区域称为“堆（heap）”，在.NET 这种托管环境下，堆由CLR 进行管理，所以又称为“托管堆（managed heap）”。CLR的垃圾回收机制负责定期清理。读取速度慢。

堆栈和堆（托管堆）都在进程的虚拟内存中。（在32位处理器上每个进程的虚拟内存为4GB，64位Windows的虚拟内存为16 TB）

 

虚拟内存（VirtualMemory）是Windows管理所有可用内存的方式。对于32位Windows系统，每个进程所用到的虚拟内存地址从0到2^32-1，总容量4GB，其中2GB是与操作系统以及其他所有进程所共享，另外2GB分派给进程独占（这就是常说的32位Windows中一个进程最多能用2G内存的由来）。 

进程：是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；

线程：有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。

 

线程与进程的区别可以归纳为以下4点：

1）地址空间和其它资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

2）通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。

3）调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

4）在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。

 

线程安全: 如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

 

类型安全：类型安全应该算是CLR最重要的特性之一了，在运行时，CLR总是知道一个对象的类型。在C#中可以调用GetType()来返回调用对象的类型，并且由于GetType()继承于System.Object对象，并且为非虚的方法，所以一个类型不可能通过重写此方法而伪装成另一种类型。C++不是类型安全的，因为两个不同类型的指针之间可以强制转换。

 

is的规则如下：检查对象类型的兼容性，并返回结果，true或者false；不会抛出异常；如果对象为null，则返回值永远为false。 

as的规则如下：检查对象类型的兼容性，并返回结果，如果不兼容就返回null；不会抛出异常； 如果结果判断为空，则强制执行类型转换将抛出NullReferenceException异常。 

null：在.NET中，null表示一个对象引用是无效的。

Nullable<T>（可空类型）：

       int? i = null;

         Nullable<int> i = null;

Nullable本质上仍是一个struct为值类型，其实例对象仍然分配在线程栈上。其中的value属性封装了具体的值类型，Nullable<T>进行初始化时，将值类型赋给value

• 可空类型表示值为null的值类型。
• 不允许使用嵌套的可空类型，例如Nullable<Nullable<T>> 。
• Nullable<T>和T?是等效的。
• 对可空类型执行GetType方法，将返回类型T，而不是Nullable<T>。
• c#允许在可空类型上执行转换和转型，例如：

           int? a = 100;

           Int32 b = (Int32)a;

           a = null;

• 同时为了更好的将可空类型于原有的类型系统进行兼容，CLR提供了对可空类型装箱和拆箱的支持。

 

泛型：泛型(generic)是CLR和编程语言提供的一种特殊机制，它支持一种形式的代码重用，即“算法重用”。

1.性能高：定义数据类型，不需要类型转换，避免拆装箱带来的性能损失；
2.类型安全：定义允许使用的数据类型，在编译时检查类型错误，及早发现错误。

概述：

• 使用泛型类型可以最大限度地重用代码、保护类型的安全以及提高性能。
• 泛型最常见的用途是创建集合类。
• .NET Framework 类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含几个新的泛型集合类。应尽可能地使用这些类来代替普通的类，如 System.Collections命名空间中的 ArrayList。
• 您可以创建自己的泛型接口、泛型类、泛型方法、泛型事件和泛型委托。
• 可以对泛型类进行约束以访问特定数据类型的方法。
• 关于泛型数据类型中使用的类型的信息可在运行时通过反射获取。

  

对象哈希码：

Equals的作用是比较对象实例是否相等。MSDN中提到，Object默认支持引用相等，如果想要判断值相等，就要重写Equals。判断两个实例是否是一个引用时，通常是通过object.ReferenceEquals(obj1, obj2);

GetHashCode就是获取这个对象的实例唯一标示，当你重写Equals时，如果不重写GetHashCode，生成时就会有警告。

1． 不建议使用值类型对象的GetHashCode函数返回值来作为HashTable对象的Key；

2． 引用类型是可以使用的，但是要注意如果重写了Equals函数，一定要重写GetHashCode函数来达到一致；

再说说重写此函数时需要注意的。

1． 不管是值类型还是引用类型，要保证产生HashCode的成员不能被修改；

2． 对于产生HashCode的成员修改，要以产生新对象进行处理，同时要在使用端作相应的修改，即先删除旧的在添加新的。

使用类型的GetHashCode有微妙的危险，所以使用的时候要特别注意。

 

dynamic基元类型：

dynamic是FrameWork4.0的新特性。dynamic的出现让C#具有了弱语言类型的特性。编译器在编译的时候不再对类型进行检查，编译期默认dynamic对象支持你想要的任何特性。dynamic可以简化反射。

 

大对象：在.Net 1.0和2.0中，如果一个对象的大小超过85000byte，就认为这是一个大对象。这个数字是根据性能优化的经验得到的。当一个对象申请内存大小达到这个阀值，它就会被分配到大对象堆上。大对象属于2代对象，因为只有GC在2代回收时才会处理大对象。

 

扩展方法(Extension Method)：扩展方法是C# 3.0中新加入的特性。MSDN中对扩展方法的定义是：扩展方法使您能够向现有类型“添加”方法，而无需创建新的派生类型、重新编译或以其他方式修改原始类型。

 

using：在程序编译阶段，编译器会自动将using语句生成为try-finally语句，并在finally块中调用对象的Dispose方法，来清理资源。所以，using语句等效于try-finally语句

使用规则
    ①using只能用于实现了IDisposable接口的类型，禁止为不支持IDisposable接口的类型使用using语句，否则会出现编译错误；
　　②using语句适用于清理单个非托管资源的情况，而多个非托管对象的清理最好以try-finnaly来实现，因为嵌套的using语句可能存在隐藏的Bug。内层using块引发异常时，将不能释放外层using块的对象资源；
　　③using语句支持初始化多个变量，但前提是这些变量的类型必须相同，例如：
        using(Pen p1 = new Pen(Brushes.Black), p2 = new Pen(Brushes.Blue))
　　    {
　　        //
　　    }
    ④针对初始化对个不同类型的变量时，可以都声明为IDisposable类型，例如：
        using (IDisposable font = new Font("Verdana", 12), pen = new Pen(Brushes.Black))
　　    {
　　        float size = (font as Font).Size;
　　        Brush brush = (pen as Pen).Brush;
　　    } 

 

Dictionary和 Hashtable的区别：

1：单线程程序中推荐使用 Dictionary, 有泛型优势, 且读取速度较快, 容量利用更充分。

2：多线程程序中推荐使用 Hashtable, 默认的 Hashtable 允许单线程写入, 多线程读取, 对 Hashtable 进一步调用 Synchronized() 方法可以获得完全线程安全的类型。 而Dictionary 非线程安全, 必须人为使用 lock 语句进行保护, 效率大减。

3：Dictionary 有按插入顺序排列数据的特性 (注: 但当调用 Remove() 删除过节点后顺序被打乱), 因此在需要体现顺序的情境中使用 Dictionary 能获得一定方便.

对于值类型，特定类型（不包括 Object）的 Dictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 的性能优于 Hashtable，这是因为 Hashtable 的元素属于 Object 类型，所以在存储或检索值类型时通常发生装箱和取消装箱操作。

 

垃圾回收(GC)：GC如其名，就是垃圾收集。Garbage Collector（垃圾收集器）以应用程序的root为基础，遍历应用程序在Heap上动态分配的所有对象，通过识别它们是否被引用来确定哪些对象是已经死亡的、哪些仍需要被使用。已经不再被应用程序的root或者别的对象所引用的对象就是已经死亡的对象，即所谓的垃圾，需要被回收。这就是GC工作的原理。

　　托管推分为3个代龄区域，相应的GC有3种方式: # Gen 0 collections, # Gen 1 collections, #Gen 2 collections。如果Gen 0 heap内存达到阀值，则触发0代GC，0代GC后Gen 0中幸存的对象进入Gen1。如果Gen 1的内存达到阀值，则进行1代GC，1代GC将Gen 0 heap和Gen 1 heap一起进行回收，幸存的对象进入Gen2。2代GC将Gen 0 heap、Gen 1 heap和Gen 2 heap一起回收，Gen 0和Gen 1比较小，这两个代龄加起来总是保持在16M左右；Gen2的大小由应用程序确定，可能达到几G，因此0代和1代GC的成本非常低，2代GC称为full GC，通常成本很高。粗略的计算0代和1代GC应当能在几毫秒到几十毫秒之间完成，Gen 2 heap比较大时，full GC可能需要花费几秒时间。大致上来讲.NET应用运行期间，2代、1代和0代GC的频率应当大致为1:10:100。

首先，GC并不是能释放所有的资源。它不能自动释放非托管资源。

第二，GC并不是实时性的，这将会造成系统性能上的瓶颈和不确定性。

C#线程同步的几种方法：参见：http://www.cnblogs.com/michaelxu/archive/2008/09/20/1293716.html