托管堆概念
引用类型的实例分配于托管堆上,而线程栈却是对象生命周期开始的地方。对 32 位处理器来说,应用程序完成进程初始化后,CLR 将在进程的可用地址空间上分配一块保留的地址空间,它是进程(每个进程可使用 4GB)中可用地址空间上的一块内存区域,但并不对应于任何物理内存,这块地址空间即是托管堆。
托管堆又根据存储信息的不同划分为多个区域,其中最重要的是垃圾回收堆(GC Heap)和加载堆(Loader Heap),GC Heap 用于存储对象实例,受 GC 管理;
Loader Heap 又分为 High-Frequency Heap、Low-Frequency Heap 和 Stub Heap,不同的堆上又存储不同的信息。Loader Heap 最重要的信息就是元数据相关的信息,也就是 Type 对象,每个Type在 Loader Heap 上体现为一个 Method Table(方法表),而 Method Table 中则记录了存储的元数据信息,例如基类型、静态字段、实现的接口、所有的方法等等。Loader Heap不受GC控制,其生命周期为从创建到AppDomain 卸载。
在内存分配分析之前,对几个基本概念做以下交代,以便接下来的分析
TypeHandle,类型句柄,指向对应实例的方法表,每个对象创建时都包含该附加成员,并且占用 4 个字节的内存空间。我们知道,每个类型都对应于一个方法表,方法表创建于编译时,主要包含了类型的特征信息、实现的接口数目、方法表的 slot 数目等。
SyncBlockIndex,用于线程同步,每个对象创建时也包含该附加成员,它指向一块被称为Synchronization Block 的内存块,用于管理对象同步,同样占用 4 个字节的内存空间。
NextObjPtr,由托管堆维护的一个指针,用于标识下一个新建对象分配时在托管堆中所处的位置。CLR 初始化时,NextObjPtr 位于托管堆的基地址。
因此,我们对引用类型分配过程应该有个基本的了解,下篇实现一个相对简单的类型来做说明。