.NET的各种对象在内存中如何布局[博文汇总]

在过去一段时间里，我陆陆续续写一些关于.NET对象类型布局的文章，其中包括值类型和引用类型的内存布局、字符串对象和数组的内存布局等，这里作一个简单的汇总。

[1] 如何计算一个实例占用多少内存？

我们都知道CPU和内存是程序最为重要的两类指标，那么有多少人真正想过这个问题：一个类型（值类型或者引用类型）的实例在内存中究竟占多少字节？我们很多人都回答不上来。其实C#提供了一些用于计算大小的操作符和API，但是它们都不能完全解决我刚才提出的问题。本文提供了一种计算值类型和引用类型实例所占内存字节数量的方法。[read more…]

[2] 如何将一个实例的内存二进制内容读出来？

在《如何计算一个实例占用多少内存？》中我们知道一个值类型或者引用类型的实例在内存中占多少字节。如果我们知道这段连续的字节序列的初始地址，我们就能够将代表该实例的字节内容读取出来。在接下来的内容中，我们将利用一个简单的方法输出指定实例的字节序列，并此次分析值类型和引用类型实例在内存的布局。[read more…]

[3] 以纯二进制的形式在内存中绘制一个对象

一个对象总是映射一块连续的内存序列（不考虑对象之间的引用关系），如果我们知道了引用类型实例的内存布局，以及变量引用指向的确切的地址，我们不仅可以采用纯“二进制”的方式在内存“绘制”一个指定引用类型的实例，还能直接通过改变二进制内容来更新实例的状态。[read more…]

[4] 你知道.NET的字符串在内存中是如何存储的吗？

从“值类型”和“引用类型”来划分，字符串自然属于引用类型的范畴，所以一个字符串对象自然采用引用类型的内存布局。我在很多文章中都介绍过引用类型实例的内存布局（《以纯二进制的形式在内存中绘制一个对象》 和《如何将一个实例的内存二进制内容读出来？》，总的来说整个内存布局分三块：ObjHeader + TypeHandle + Payload。对于一般的引用类型实例来说，最后一部分存放的就是该实例所有字段的值，但是字符串有点特别，它有哪些字段呢？[read more…]

[5] .NET中的数组在内存中如何布局？

总的来说，.NET的值类型和引用类型都映射一段连续的内存片段。不过对于值类型对象来说，这段内存只需要存储其字段成员，而对应引用类型对象，还需要存储额外的内容。就内存布局来说，引用类型有两个独特的存在，一个是字符串，另一个就是数组。既然数组是引用类型，它自然按照引用类型兑现的内存布局规则。它依然拥有4字节的Object Header，TypeHandle部分存储的是数组类型自身的方法表地址。其荷载内容（Payload）采用如下的布局：前置4个字节以UInt32的形式存储数组的长度，后面依次存储每个数组元素的内容。对于64位（x64）来说，为了确保数组元素的内存对齐，两者之间具有4个字节的Padding。[read more…]

[6] 利用一段字节序列构建一个数组对象

《.NET中的数组在内存中如何布局？ 》介绍了一个.NET下针对数组对象的内存布局。既然我们知道了内存布局，我们自然可以按照这个布局规则创建一段字节序列来表示一个数组对象，就像《以纯二进制的形式在内存中绘制一个对象》构建一个普通的对象，以及《你知道.NET的字符串在内存中是如何存储的吗？》构建一个字符串对象一样。[read more…]