CLR VIR C#

1、.NET运行机制：CLR:公共语言运行时；

　　运行步骤：C#文件——》C#编译器——》托管模块（中间语言IL和元数据）——》多个托管模块或元数据合并成程序集——》CLR加载——》JIT（即时编译）Just-In-Time讲IL编译成本机CPU指令——》本机机器码——》CPU；

派生：指的是继承；

2、值类型和引用类型

　　值类型赋值=复制完整数据，你我各一份，互不干扰，拆箱出来永远是副本；

　　引用类型赋值=复制地址，大家共同在堆上，同一对象，一处修改全部看见；

3、GC机制

　　针对的是托管堆内存，GC负责自动管理托管堆中的对象生命周期； 　　托管堆：是CLR专门用来分配和管理对象内存的一块区域；GC.ROOT：GC查找那些对象还活着的起点；

　　（1）标记：1.先暂停全部用户线程；2.标记全部待删除状态，从GC.ROOT根出发标记是否存活；3.遇到已标记的就跳过，防止死循环；4.可达：根能顺着引用访问到存活，不可达：等待回收。

　　（2）清除：回收垃圾内存，存活对象不动，会产生碎片；

　　（3）压缩：移动存活对象，消除碎片，但是必须更新所有引用地址，会增加STW（暂停全部用户线程）时间，压缩不是每次都执行，CLR会判断碎片比较严重才压缩。

　　分代：0代，1代，2代；分代可提高GC效率，优先处理最容易死亡的短命对象，减少每次都扫描所有对象的成本。

　　（1）0代默认new对象，用完马上释放，若对象字节>85000，这种大对象直接进2代，不走0代和1代；

　　（2）0代GC存活对象继续使用可能会晋升到1代，依次，如果还是存在，2代GC存活。

　　（3）GC最多就2代

　　强制垃圾回收：

　　（1）GC.MaxGeneration=2;

　　（2）Gc.Collect(n):回收n代及下面所有代；

　　（3）Forced强制回收，Opeined看效益选择性回收；

　　（4）Blocking=true阻塞等待GC结束，等于False后台并发不等待回收完成；

　　（5）优先交给CLR自动GC，业务尽量避免手动Collect。

　　两大主模式：工作站GC、服务器GC。

　　子模式：并发（后台）GC、非并发GC

　　　　并发（后台）GC：生效范围仅2代完整GC，有独立后台GC线程，0/1代依旧STW，内存占用大，先处理完然后在停顿，只有最后一小段STW，非并发全程STW；

　　GC负责对象托管内存，但是对于：文件、Socket、数据库连接等资源，我们通常要及时释放；

　　IDisPlsable：这个对象拥有需要主动释放的资源；

　　Using不是GC，它会自动调用Dispose;

　　Finalier是CLR提供的最后一道资源清理机制，如析构函数。

 

　　GC——》Finalizer——》IDisposable——》Using；

　　托管内存——》GC负责——》自动回收；

　　Using——》自动调Dispose；

　　

1. 线程栈：存局部变量、引用地址；自动释放，不归 GC 管。
2. 托管堆：存 new 出来的对象实例；由 GC 管理回收。
3. 值类型存数据本身；引用类型栈存地址，堆存真实对象。
4. 值类型不一定就在栈，要看它被嵌套在哪里。

　　

串起来就是：C#代码——》IL——》CLR——》对象/类型——》值类型/引用类型——》装箱/拆箱——》托管堆——》GC——》Dispose/Using/Finalizer.

4、异常

　　通常具体异常在前，通用异常在后；

　　Finally：主要用于确保清理代码执行，不管有没有异常都会执行；

　　Threw和Threw ex的区别：

　　　　threw：重新抛出异常，并保留原始异常堆栈的信息；

　　　　threw ex：会重新抛出异常，可能导致原始堆栈发生变化。

　　异常会逐级往上抛，比如异常嵌套的话，会一直找上层有没有处理异常，如果有处理则会在Catch中执行；

 5、进程和线程

　　进程：它是一个正在运行的程序实例，可比作成：我们打开某个应用、微信等；

　　线程：它是进程内部执行实际代码，由操作系统调度的基本执行单元，进程提供资源和环境，线程负责真正执行代码，1个进程可以有很多个线程；

　　为什么要开多线程：线程耗时操作长时间阻塞主线程，提高响应能力；

　　并发：多个任务在时间上交替执行，不一定是同时执行；

　　并行：多个任务在同一时间执行；

　　线程不能无限创建，会产生：（1）内存占用，线程栈；（2）消耗操作系统资源；（3）CPU上下文切换；（4）调度成本。

　　线程什么时候获得CPU执行时间，由操作系统决定，所以线程执行顺序是不确定的。

　　ThredPool线程池：一个任务对应一个线程，任务执行完成后，等待下一个任务，即线程可复用。简单说就是线程池里面可以有很多线程，但是这些线程不是用完就马上回收，它可下次在复用。

　　Thread.Start()：启动线程，让操作系统调度，该线程执行的指定方法，不是Start马上CPU就调用，而是进入可调用的状态；启动线程，让其参与CPU调度；

　　Thread.Join：它是等待Thred这个目标线程执行结束，谁调用就等待谁，指的当前调用的线程；当前线程Thread等待结束；

　　只要前台线程正在运行，进程通常不会退出，如果前台线程都结束了，那么进程退出时，后台进程可能会被终止；所以前台线程决定进程是否存活，后台线程不决定。

　　Thread Pool——》复用线程执行任务——》减少频繁创建线程的成本。

6、Task、async&await

　　Task：它代表一个任务的执行过程，Task不等于Thread，它代表这件事情，Thread代表实际执行代码的线程，Task是我要完成这件事情，Thread是谁来执行这件事情；

　　Task关注的是任务，Thread关注的是线程；Task更抽象是一种高层的任务。

　　Task.Run：创建一个任务，它通常交给线程池线程来执行，任务执行完成，表示Task进入完成状态；

　　Task.Wait：当前线程等待Task执行执行完成，它是同步阻塞等待；

　　Task<T>：返回结果.Result——》Task没完成——》等待——》Task完成——》获取结果；它和Task.Wait类似都可阻塞当前线程；

　　Task的状态：WaitingToRun——》Running——》RunToCompletion；还有失败：Faulted；取消：Canceled；

　　Task.WaitAll：多个Task并行执行，它会阻塞当前线程，直到Task执行完成；

　　Task通常使用线程池，它也可能不需要额外的线程，Task.Run通常会把任务安排到线程池上执行，并返回Task；

　　Task表示是一个要完成的异步操作，而Thread表示实际执行代码的线程，一个Task可以在线程池线程上执行，也可以通过其他方法完成，所以Task和Thread它不是对应的关系；

　　async：它不是开启异步的意思，它是告诉编译器这个方法会使用await，并且这个方法可能会执行异步方法，可理解它是一个异步方法；

　　await：它等待的是Task，不是线程，Task没完成，当前async会暂停，不阻塞的当前的线程；

　　wait是线程等待，await是方法等待；

　　async它本身不会创建新的线程，它不会阻塞当前线程；

　　Task.WaitAll和Task.WhenAll：他们都是等待多个任务完成，最大区别在于WaitAll会阻塞当前线程，WhenAll不会阻塞当前线程，它会配合await是异步等待；

　　Task.WhenAny：它是多个任务谁先完成我就继续，不会自动取消其他任务，其他任务会正常执行完成；

　　CPU计算可考虑使用Task.Run（），涉及到：网络，数据库，文件等待，优先使用异步async,await，不要简单的task.Run+阻塞。

　　.Result可能会导致线程阻塞，建议要么就是一直异步到底。