[CLR via C#]引用类型和值类型

一、引用类型与值类型的区别

CLR支持两种类型:引用类型和值类型。引用类型总是从托管堆上分配的，C#的new操作符会返回对象的内存地址。使用引用类型时，必须注意到一些性能问题。

1)内存必须从托管堆上分配。

2)堆上分配的每个对象都有一些额外的成员(类型对象指针和同步索引块)，这些成员必须初始化。

3)对象中的其他字节(为字段而设)总是设为零。

4)从托管城市化上分配一个对象时，可能强制执行一次垃圾收集操作。

为了提升简单的、常用的类型的性能，CLR提供了名为"值类型"的轻量级类型。值类型的实例一般在线程栈上分配(虽然也可以作为字段嵌入一个引用类型的对象中)。在代表值类型的实例中，并不包含一个指向实例的指针。相反，变量中包含了实例本身的字段。由于变量已经包含了实例的字段，所以为了操作实例中的字段，不再需要提取一个指针。值类型的实例不受垃圾回收器的控制。因此，值类型的使用缓解了托管堆中的压力，并减少了一个应用程序在其生存期内需要进行的垃圾回收次数。

二、将类型声明为值类型的条件

设计自己的类型时，要仔细地考虑是否应该将一个类型定义成值类型，而不是定义成引用类型。某些时候，值类型能提供更好的性能。具体地说，除非以下所有条件满足，否则不应该将一个类型声明为值类型。

1)类型具有基元类型的行为。换言之，这是一个十分简单的类型，其中没有成员会修改类型的任何实例字段。建议将值类型的全部字段声明为readonly。

2)类型不需要从其他任何类型继承。

3)类型也不会派生出其他任何类型。

类型实例的大小也应在考虑之列。因为在默认情况下，实参是以传值方式传递的，这会造成对值类型实例中的字段进行复制，从而损害性能。同样地，被定义成返回一个值类型的一个方法在返回时，实例中的字段会复制到调用者分配的内存中，从而损害性能。

三、值类型的优势与劣势

值类型的主要优势在于它们不作为对象在托管堆上分配。当成，与引用类型相比，值类型也存在自身的一些局限。

1)值类型对象有两种表示形式:未装箱和已装箱形式。

2)由于不能将一个值类型作为基类型来定义一个新的值类型或者一个新的引用类型，所以不应该在值类型中引入任何新的虚方法。所以方法都不能是抽象的，而且所有方法都隐式地为密封方法。

3)将一个值类型的变量赋值给另一个值类型变量，会执行一次逐字段的复制。将引用类型的变量赋给另一个引用类型的变量时，只复制内存地址。