C#装箱和拆箱

简单的说

装箱：值类型转成引用类型

拆箱：引用类型转成值类型

 

 

这里就执行了装箱和拆箱操作。

Box和Unbox的解释参考官网：

Box官网注释

Unbox官网注释

说说装箱，步骤如下：

0、将值入栈，（注意，不管这个值是在堆，还是在栈，还是在哪里，都需要先将值入栈）

1、在托管堆中分配内存。分配的内存量是值类型各字段所需的内存量，还要加上类型对象指针和同步块索引所需的内存量

2、把入栈的值，弹出栈，复制到新分配的堆里

3、返回对象地址，把地址入栈

注：两个开销字段——类型对象指针和同步块索引，所需的内存在32位应用程序上需要4+4=8个字节，64位上是16字节

看看例子：object obj = 3;装箱步骤

0、它是先将值3入栈

1、在托管堆中分配内存，在32位应用上是 4（int所需的内存） + 8 = 12个字节

2、把3弹出栈，并复制到新分配的内存堆里

3、把新地址入栈

在申请堆空间的时候，有可能会触发GC。

注意，obj那个3和入栈那个3不是一个东西了。看如下代码的输出：

 

 

修改了i，但是obj的值依然是3.

 

下面看个例子：

int i = 3;
object obj = i;
Console.WriteLine(i + ", obj: " + (int)obj);

 这个代码会进行三次装箱，因为字符串的+用的是String::Concat(object, object, object);

 

 

int i = 3;
object obj = i;
Console.WriteLine(i.ToString() + ", obj: " + obj);

 这个代码只会进行一次装箱，即obj = i需要装箱，而i.ToString和obj传给Concat都不会装箱处理。

Obj不进行装箱，因为它本来就是引用类型，这个比较好理解

但i.ToString()这个，涉及的就有点麻烦，参考下图：

 

 此图是《CLR via C#》 (第4版) 周靖 译 的第118页

 

说说拆箱：

1、获取已装箱对象的各个字段地址

2、把值拷贝到栈上的实例中

拆箱的消耗比装箱的少，但要注意，拆箱前会检查是否是装箱对象，以及会检查引用的对象是不是所需值类型的已装箱实例（就是类型判断，类型不能变，必须要一样）

 

说说怎么减少装箱拆箱

1、对于集合，尽量使用范型集合，比如：List，Dictionary，尽量不要使用ArrayList和HashTable

2、如果要有字符串连接（concat）啥的，可以手动调用值类型的虚方法ToString()（前提是需要override此方法）

3、如果能预判到后面会重复多次完全一样的装箱操作，可以提前手动装箱，然后后面使用装箱对象，而不是进行多次的装箱

4、使用重载，实现需要支持的所有的值类型参数

5、使用范型

 

注意：引用类型下的所有内存都是从托管堆（堆）分配，使用引用类型要注意性能问题。

这里引发了两个坑：

1、C#的堆和栈到底有啥区别？

2、CLR的GC机制是啥？