浅谈C#中的string驻留池
昨天看群里在讨论C#中的string驻留池,炒的火热,几轮下来理论一堆堆,但是在证据提供上都比较尴尬。虽然这东西很基础,但比较好的回答也不是那么容易,这篇我就以我能力范围之内跟大家分享一下
一:无处不在的池
开发这么多年,相信大家对‘池' 这个概念都耳熟能详了,连接池,线程池,对象池,还有这里的驻留池,池的存在就是为了复用为了共享,独乐乐不如众乐乐,毕竟一个字符串的生成和销毁既浪费空间又浪费时间,还不如先养着。
1. 说说现象
通常我们臆想中是这么认为的,定义几个字符串变量,堆上就会分配几个string对象,其实这底层有一种叫驻留池技术可以做到如果两个字符串内容相同,那就在堆上只分配一个string对象,然后将引用地址分配给两个字符串变量,这样就可以大大降低了内存使用,如果用代码表示就是下面这样。
public static void Main(string[] args) { var str1 = "nihao"; var str2 = "nihao"; var b = string.ReferenceEquals(str1, str2); Console.WriteLine(b); } ----------- output ----------- True
2. 实现原理
那怎么做到的呢? 其实CLR在运行时调用JIT把你的MSIL代码转成机器代码的时候会发现你的元数据中定义了相同内容的字符串对象,CLR就会把你的字符串放入它私有的的内部字典中,其中key就是字符串内容,value就是分配在堆上的字符串引用地址,这个字典就是所谓的驻留池,如果不是很明白,我来画一张图。
3. windbg验证
可以用windbg看一下栈中的str1和str2是否都指向了堆上对象的地址。
~0s -> !clrstack -l 在主线程的线程栈上找到变量str1和str2
0:000> ~0s ntdll!ZwReadFile+0x14: 00007ff8`fea4aa64 c3 ret 0:000> !clrstack -l OS Thread Id: 0x1c1c (0) Child SP IP Call Site 000000ac0b7fed00 00007ff889e608e9 *** WARNING: Unable to verify checksum for ConsoleApp2.exe ConsoleApp2.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp2\Program.cs @ 30] LOCALS: 0x000000ac0b7fed38 = 0x0000024a21f22d48 0x000000ac0b7fed30 = 0x0000024a21f22d48 000000ac0b7fef48 00007ff8e9396c93 [GCFrame: 000000ac0b7fef48]
从上面代码的 LOCALS 的 0x000000ac0b7fed38 = 0x0000024a21f22d48
和 0x000000ac0b7fed30 = 0x0000024a21f22d48
可以看到两个局部变量的引用地址都是 0x0000024a21f22d48
,说明指向的都是一个堆对象,接下来再把堆上的内容打出来。
0:000> !do 0x0000024a21f22d48 Name: System.String MethodTable: 00007ff8e7a959c0 EEClass: 00007ff8e7a72ec0 Size: 36(0x24) bytes File: C:\WINDOWS\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll String: nihao Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ff8e7a985a0 4000281 8 System.Int32 1 instance 5 m_stringLength 00007ff8e7a96838 4000282 c System.Char 1 instance 6e m_firstChar 00007ff8e7a959c0 4000286 d8 System.String 0 shared static Empty >> Domain:Value 0000024a203d41c0:NotInit <<
可以看到,果然是System.String对象,这就和我的图是相符的。
二 驻留池的验证
1. String下的驻留池验证方法
很遗憾的是水平有限,由于驻留池既不在堆中也不在栈上,目前还不知道怎么用windbg去打印CLR中驻留池字典内容,不过也可以通过 string.Intern 去验证。
// // Summary: // Retrieves the system's reference to the specified System.String. // // Parameters: // str: // A string to search for in the intern pool. // // Returns: // The system's reference to str, if it is interned; otherwise, a new reference // to a string with the value of str. // // Exceptions: // T:System.ArgumentNullException: // str is null. [SecuritySafeCritical] public static String Intern(String str);
从注释中可以看到,这个方法的意思就是:如果你定义的str在驻留池中存在,那么就返回驻留池中命中内容的堆上引用地址,如果不存在,将新字符串插入驻留池中再返回堆上引用,先上一下代码:
public static void Main(string[] args) { var str1 = "nihao"; var str2 = "nihao"; //验证nihao是否在驻留池中,如果存在那么str3 和 str1,str2一样的引用 var str3 = string.Intern("nihao"); //验证新的字符串内容是否进入驻留池中 var str4 = string.Intern("cnblogs"); var str5 = string.Intern("cnblogs"); Console.ReadLine(); }
接下来分别验证一下str3是否也是和str1和str2一样的引用,以及str5是否存在驻留池中。
ConsoleApp2.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp2\Program.cs @ 37] LOCALS: 0x00000047105fea58 = 0x0000018537312d48 0x00000047105fea50 = 0x0000018537312d48 0x00000047105fea48 = 0x0000018537312d48 0x00000047105fea40 = 0x0000018537312d70 0x00000047105fea38 = 0x0000018537312d70
从五个变量地址中可以看到,nihao已经被str1,str2,str3共享,cnblogs也进入了驻留池中实现了共享。
2. 运行期相同string是否进入驻留池
这里面有一个坑,前面讨论的相同字符串都是在编译期就知道的,但运行时中的相同字符串是否也会进入驻留池呢? 这是一个让人充满好奇的话题,可以试一下,在程序运行时接受IO输入内容hello,看看是否和str1,str2共享引用地址。
public static void Main(string[] args) { var str1 = "nihao"; var str2 = "nihao"; var str3 = Console.ReadLine(); Console.WriteLine("输入完成!"); Console.ReadLine(); } 0:000> !clrstack -l 000000f6d35fee50 00007ff889e7090d *** WARNING: Unable to verify checksum for ConsoleApp2.exe ConsoleApp2.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp2\Program.cs @ 33] LOCALS: 0x000000f6d35fee98 = 0x000002cb1a552d48 0x000000f6d35fee90 = 0x000002cb1a552d48 0x000000f6d35fee88 = 0x000002cb1a555f28 0:000> !do 0x000002cb1a555f28 Name: System.String MethodTable: 00007ff8e7a959c0 EEClass: 00007ff8e7a72ec0 Size: 36(0x24) bytes File: C:\WINDOWS\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll String: nihao Fields: MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ff8e7a985a0 4000281 8 System.Int32 1 instance 5 m_stringLength 00007ff8e7a96838 4000282 c System.Char 1 instance 6e m_firstChar 00007ff8e7a959c0 4000286 d8 System.String 0 shared static Empty >> Domain:Value 000002cb18ad39f0:NotInit <<
从上面内容可以看到,从Console.ReadLine接收到的引用地址是 0x000002cb1a555f28 ,虽然是相同内容,但却没有使用驻留池,这是因为驻留池在JIT静态解析期就已经解析完成了,也就无法享受复用之优,如果还想复用的话,在 Console.ReadLine() 包一层string.Intern即可,如下所示:
public static void Main(string[] args) { var str1 = "nihao"; var str2 = "nihao"; var str3 = string.Intern(Console.ReadLine()); Console.WriteLine("输入完成!"); Console.ReadLine(); } ConsoleApp2.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp2\Program.cs @ 33] LOCALS: 0x0000008fac1fe9c8 = 0x000001ff46582d48 0x0000008fac1fe9c0 = 0x000001ff46582d48 0x0000008fac1fe9b8 = 0x000001ff46582d48
可以看到这个时候str1,str2,str3共享一个内存地址 0x000001ff46582d48
。
四: 总结
驻留池技术是个很🐮👃的东西,很好的解决字符串在堆上的重复分配问题,大大减小了堆的内存占用,但也要明白运行期的IO输入无法共享驻留池的解决方案。
好了,本篇就说到这里,希望对你有帮助!
以上就是浅谈C#中的string驻留池的详细内容,更多关于C# string驻留池的资料请关注猪先飞其它相关文章!
相关文章
- 我们在使用C#做项目的时候,基本上都需要制作登录界面,那么今天我们就来一步步看看,如果简单的实现登录界面呢,本文给出2个例子,由简入难,希望大家能够喜欢。...2020-06-25
- 这篇文章主要介绍了C# 字段和属性的的相关资料,文中示例代码非常详细,供大家参考和学习,感兴趣的朋友可以了解下...2020-11-03
- 这篇文章主要介绍了C#中截取字符串的的基本方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-11-03
- 本文给大家分享C#连接SQL数据库和查询数据功能的操作技巧,本文通过图文并茂的形式给大家介绍的非常详细,需要的朋友参考下吧...2021-05-17
- 这篇文章主要介绍了C#实现简单的Http请求的方法,以实例形式较为详细的分析了C#实现Http请求的具体方法,需要的朋友可以参考下...2020-06-25
- 本文主要介绍了C#中new的几种用法,具有很好的参考价值,下面跟着小编一起来看下吧...2020-06-25
使用Visual Studio2019创建C#项目(窗体应用程序、控制台应用程序、Web应用程序)
这篇文章主要介绍了使用Visual Studio2019创建C#项目(窗体应用程序、控制台应用程序、Web应用程序),小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧...2020-06-25- 这篇文章主要介绍了C#开发Windows窗体应用程序的简单操作步骤,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-04-12
- 这篇文章主要介绍了C#从数据库读取图片并保存的方法,帮助大家更好的理解和使用c#,感兴趣的朋友可以了解下...2021-01-16
- 这篇文章主要介绍了C++ string常用截取字符串方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- 最近做一个小项目不可避免的需要前端脚本与后台进行交互。由于是在asp.net中实现,故问题演化成asp.net中jiavascript与后台c#如何进行交互。...2020-06-25
- 这篇文章主要用实例讲解C#递归算法的概念以及用法,文中代码非常详细,帮助大家更好的参考和学习,感兴趣的朋友可以了解下...2020-06-25
- 本文通过例子,讲述了C++调用C#的DLL程序的方法,作出了以下总结,下面就让我们一起来学习吧。...2020-06-25
- 轻松学习C#的基础入门,了解C#最基本的知识点,C#是一种简洁的,类型安全的一种完全面向对象的开发语言,是Microsoft专门基于.NET Framework平台开发的而量身定做的高级程序设计语言,需要的朋友可以参考下...2020-06-25
- 本文主要介绍了C#变量命名规则小结,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2021-09-09
- 这篇文章主要介绍了c#中(&&,||)与(&,|)的区别详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-06-25
- 这篇文章主要介绍了C#绘制曲线图的方法,以完整实例形式较为详细的分析了C#进行曲线绘制的具体步骤与相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2020-06-25
- 本文主要介绍了C# 中取绝对值的函数。具有很好的参考价值。下面跟着小编一起来看下吧...2020-06-25
- 这篇文章主要介绍了c#自带缓存使用方法,包括获取数据缓存、设置数据缓存、移除指定数据缓存等方法,需要的朋友可以参考下...2020-06-25
- 下面小编就为大家带来一篇C#学习笔记- 随机函数Random()的用法详解。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧...2020-06-25