虽然看了一些书,还网络上的一些博文,不过对CLR托管内存细节一直比较模糊。而且因为工作原因总会有很多质疑,想要亲眼看到内存里二进制数据的变化。
所以借助winhex直接查看内存以证实书上的描述或更进一步揣摩CLR托管内存的运作方式,这里写下来跟大家一起分享(由于自己这方面知识储备不太充足,下面的好多内容也是猜测,肯定有很对错误,希望了解的网友可以帮忙指正)
测试环境: windowsXP win10 win7 (dotnet4.0 Releases编译 ,下文截图为win7上的运行结果)
内存查看工具: winhex 7.5
虽然重点是监测二进制的内存,不过基本的测试代码还是要有的(测试是直接运行编译好的exe,没有使用调试模式,编译时要使用Releases,因为debug跟Releases在GC回收时对象是否可达的判断是不一样的)
下面对内存的查找部分看起来可能有点跳跃,因为是借助了反复测试得到的规律,很多过程没有赘述
进行之前需要先简单了解CLR对象分配(类型对象指针要知道),GC的基本过程(G0,G1,G2需要简单了解),二进制数据的存储(主要是大小端)
下图是测试中用到的引用对象的结构
下图为测试的主要步骤,会分8步进行,每一步也都标注出来了
第1监测点
通过TestForGC_3对象里的值类型87564023523 (hex 146338F6E3 ,windows为小端存储,所以最后搜索E3 F6 38 63 14)
前面的78 41 9B 92 为32位类型对象指针 后面接着的是同步块索引 (如果是64位程序这2个数据则都将是64位)
根据前面TestForGC_3的地址70354802,我们在内存里搜索到了唯一的一个匹配项,说明这里一定是张表,这个指针指向了TestForGC_3的地址
这个就是 NextObjPrt 了 (这个也只是推测,根据后面的操作发现新增对象末尾地址总是002BFB
48里面的数据,以及之前的反复测试前面的类型指针也是匹配的,但测试结果并不是每次这个类型指针都是这个值,并且在不同系统版本下差距非常大)
后面的操作大家可以看到它的确就是NextObjPrt ,整个内存块里存着这个地址的位置也只有这里
第2监测点
按照顺序我们通过内存搜索先找到了a1的地址
这里顺便解析下对象(引用类型)在内存里的存储
最前面8字节为类型对象指针及同步块索引(每个32位,如果是64位应用则每个64位)
类型对象指针不是一成不变的,就是dotnet内置的类型也不能保证,这次运行是一个值(地址),另外一个实例运行起来可能是另外一个(地址) (这里的地址全部使用偏移地址)
后面接着的3个8字节数据发布是TypeA里3个引用类型变量的地址,可以看到第2个地址就紧接在下面(因为是一起分配的)
顺便看下string类型在内存里的存储
根据a1里面的存储的地址02483588,轻松定位到了“testtypea”字符串
同样与其他对象一样拥有类型对象指针,同步索引块,后面有4个字节的数据长度,然后后面跟数据
这也的确说明了string千真万确引用类型,毫无争议
最后TypeA里面还有一个引用对象TypeB,是一样的就不重复说了,不过TypeB的指针只存在a1里面(即他的回收确实也只能靠根搜索)