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c# - 静态字段究竟是如何在内部工作的？

coder 2023-04-28 原文

假设你有一个类，

class Foo
{
    public static bar;
}

当你说:

new Foo();

我可以想象在内存中，为这个对象保留了一个空间。

...当你再说一遍:

new Foo();

...好吧，现在您有另一个空间可用于该对象。

但是，静态字段究竟存在于哪里？

我真正想学习的是:

对对象的引用如何引用它们所引用的对象的相同字段？

最佳答案

虽然类型系统的具体细节取决于实现，但让我更详细地说明它取决于和你不应该关心。我将根据本书 CLR via C# by Jeffrey Richter 描述它在 Microsoft 的实现 (.NET) 中的大致工作原理。和文章 See How the CLR Creates Runtime Objects by Hanu Kommalapati et al. (original MSDN May 2005 issue)。

假设你有一个类:

class Foo
{
    // Instance fields
    string myBar = "Foobar";
    int myNum;

    // Static fields
    static string bar = "Foobar";
    static int num;
}

Foo myFoo = new Foo();
Type typeOfFoo = typeof(Foo);

实例字段在哪里？

每当你说 new Foo() 时，都会为对象实例分配和初始化空间，并调用构造函数。该实例在下图中显示为 Foo 的实例。例如 instance 只包含类的实例字段(在本例中为 myBar 和 myNum)，而对于在堆上分配的对象，运行时使用了两个额外的字段(同步块(synchronized block)索引和类型句柄)。类型句柄是一个指向描述实例类型的Type对象的指针，在本例中为类型的Foo。

当你再次说 new Foo() 时，会分配新空间，该空间将再次包含用于该类型的实例字段的空间。如您所见，实例字段与对象instances相关联。

运行时将每个实例字段放置在距对象数据开头的固定偏移处。例如，myBar 可能位于偏移量 +4。实例字段的地址就是对象的地址加上字段的偏移量。

静态字段在哪里？

C# 和 Java 中的静态字段不与任何对象实例相关联，而是与类型相关联。类、结构和枚举是类型的示例。只有一次(每种类型)分配了一些空间来保存静态字段的值。为描述类型的 Type 结构中的静态字段分配空间是有意义的，因为每种类型也只有一个 Type 对象。这是 C# 和 Java 采用的方法。

Type 对象1 是在运行时加载类型时创建的。此结构包含运行时所需的各种信息，以便能够分配新实例、调用方法和执行强制转换等。它还包含静态字段的空间，在本例中为 bar 和 num。

运行时已将每个静态字段放置在距类型数据开头的某个偏移处。这对于每种类型都是不同的。例如，bar 可能位于偏移量 +64。静态字段的地址是 Type 对象的地址加上字段的偏移量。类型是静态已知的。

1) 在 Microsoft .NET 中，多种不同的结构描述了一个类型，例如 MethodTable 和 EEClass 结构。

关于c# - 静态字段究竟是如何在内部工作的？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/14781993/

c#竟是codesection偏移javaphpoopstatic-members

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