深入理解.net - 4.你必须知道的String

为什么要单独写string,主要是它太常用了,同时又太特殊了,特殊到CLR对它的处理都和其它对象不一样。简直可以称为VIP用户啊。本文并不是一篇介绍如何使用string的文章,而是旨在阐述string的一些本质特性。

引用类型

首先要明确string对象是引用类型的,具有引用类型一切特征,上篇文章也写了关于引用类型的的一些知识,有兴趣的可以看看。引用类型是创建在堆上的,默认是按值传递的。按这个理论来看string就有一些有意思的现象了。

public static void ChangeStringValue(string tmp)
{
    tmp = "bbb";
}
public static void Main(string[] args)
{
    string str = "aaa";
    ChangeStringValue(str);
    Console.WriteLine(str);
}

上面代码基本上会写程序的人都知道输入的结果是:aaa
但是string身为一个引用类型调用ChangeStringValue方法时传递的应该是Main方法中str变量的值(即对象实例的引用)啊,在此强调一点就是引用类型和值类型一样默认都是按值传递的。输出的结果为什么不是 bbb 呢?
答案就是:Immutable

恒定不变的(Immutable)String

MSDN上是这么介绍的:

A String object is called immutable (read-only), because its value cannot be modified after it has been created. Methods that appear to modify a String object actually return a new String object that contains the modification.

大体意思就是说:string对象是不变的或只读的,因为创建之后它的值是不能修改的。表面上修改一个string对象实际上返回的是一个包含了修改内容的新的string对象。

所以呢,每次修改string变量其实都是新建了一个string对象。
将上述代码的简单内存模型所示如下:

so,当我们调用ChangeStringValue方法时,传递的确实是string对象的引用,此时变量tmp和str存储的都是"aaa"字符串的引用,
但是由于string的Immutable特殊性,当我们执行tmp= "bbb"; 时,CLR会先创建了一个新的字符串"bbb",然后将ChangeStringValue方法的参数tmp的值修改成字符串"bbb"的引用了。但Main方法中的变量str的值并没有被改变还是指向字符串"aaa"的。所以输出的结果是:aaa

通常我们使用引用类型时,对引用类型的操作是会直接影响到外部的对象的,但由于Immutable特性,string对象的值是无法修改的,为什么要这么设计呢?这又牵扯出另一个有意思的特性。

字符串的驻留(String Interning)

什么是驻留呢,大牛们讨论了很多我就不卖弄了,引用下Artech大神 《再说String》文章中的一段描述如下:

String的驻留机制实际上是在SystemDomain中进行的。当CLR被加载之后,会在SystemDomain对应的managed heap中创建一个Hash table的数据结构,我们可以称这个Hashtable为Interning table,因为它是被用来保存被驻留的string的,Interning table的Key为string本身,Value为string对象的地址。
当我们的托管程序(无论对于那个AppDomain)需要一个string的时候,CLR首先在这个Hashtable根据这个string的hash code试着在Interning table中找对应的Item。如果成功找到,则直接把对应的引用返回,否则就在SystemDomain对应的managed heap中创建该string,并加入到Interning table中,并把引用返回。所以我们说字符串的驻留是基于整个进程的,是可以跨AppDomain共享的,就是这个道理。

显而易见,lock一个string对象是多么恐怖的事情;大量的字符串拼接也是非常浪费性能的,推荐使用StringBuilder。

总结

string是个引用类型,string Immutable,String Interning,这些都是你必须要知道的。臭不要脸的借用了下大神的书名,致敬下经典。
末尾参考链接吐血推荐一波,绝对看的爽歪歪,相信你会收获到更多。

参考链接

posted @ 2018-05-16 21:45 Nuss 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏