C# Struct的內存佈局

轉載：http://www.csharpwin.com/csharpspace/10454r4891.shtml

問題：請說出如下struct的實例大小以及內存佈局

struct Struct1
{
    public byte a;
    public short b;
    public string c;
    public int d;
}

struct Struct2
{
    public byte a;
    public long b;
    public byte c;
    public string d;
}

struct Struct3
{
    byte a;
    byte b;
    long c;
}

struct Struct4
{
    byte a;
    long b;
    byte c;
}

一會再看答案，看看和你的理解是否是有很大的出入？其實struct和class的內存佈局都是由StructLayoutAttribute的構造參數：LayoutKind枚舉決定的，struct由編譯器添加LayoutKind.Sequential，class由編譯器添加的是LayoutKind.Auto。而Sequential經過實驗數據能夠總結以下：

1. 對於不帶引用類型的struct：按照定義的順序排列，內存佈局和c，c++規則相同。好比:

Byte a;

Byte b;

Long c;

的大小是 a，b填充4字節，c填充8字節

Byte a

Long c

Byte b

的大小是 a填充8字節，c填充8字節，b填充8字節

2. 對於帶有引用類型的struct：大於4字節的字段 -> 引用字段 ->  小於4字節的字段

對於小於4字節的字段按照大小排列，若是大小相同按照定義順序，內存佈局和規則1相同。不過這裏有個須要注意的地方就是若是字段仍是一個struct類型的，那麼這個字段始終排在最後。

因此上面的答案是：

Struct1：c(4) -> d(4) -> b(2) ->a(2)

Struct2：b(8) -> d(4) -> a(1)c(1)填充2字節

Struct3: a(1)b(1)填充2字節 -> c(8)

Struct4：a(1)填充7字節->b(8)->c(1)填充7字節

若是你想親自動手實驗一下的話須要使用SOS.dll進行調試（關於SOS配置和使用入門的文章博客園上有不少）以struct1爲例：

Struct1s1 = new Struct1();

s1.a = 1;          

            s1.b = 15;

            s1.c = "c";

            s1.d = 32;

.load sos

已加載擴展C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll

!clrstack -a

PDB symbol for mscorwks.dll not loaded

OS Thread Id: 0x15fc (5628)

ESP       EIP   

0041ee3c 03ba01aa Test_Console.Class12.Main()

    LOCALS:

        0x0041ee84 = 0x01b02b0c

        0x0041ee74 = 0x00000020

        0x0041ee68 = 0x00000000

        0x0041ee50 = 0x00000000

0041f104 6ebd1b4c [GCFrame: 0041f104]

.load sos

已加載擴展C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll

!name2ee *!Test_Console.Struct1 //獲得Struct1的方法表地址

PDB symbol for mscorwks.dll not loaded

Module: 6d5d1000 (mscorlib.dll)

--------------------------------------

Module: 00192c5c (Test_Console.exe)

Token: 0x02000012

MethodTable: 00193828

EEClass: 007a45b4

Name: Test_Console.Struct1

!clrstack -a //獲得struct1實例的棧上地址

OS Thread Id: 0x1438 (5176)

ESP       EIP   

003eef0c 008f00c9 Test_Console.Class12.Main()

    LOCALS:

        0x003eef1c = 0x01c12b0c

003ef17c 6ebd1b4c [GCFrame: 003ef17c]

!dumpvc 00193828 0x003eef1c //查看值類型的layout

Name: Test_Console.Struct1

MethodTable 00193828

EEClass: 007a45b4

Size: 20(0x14) bytes

Fields:

      MT    Field   Offset                 Type VT     Attr    Value Name

6d84340c  400001c        a          System.Byte  1 instance        1 a

6d83e910  400001d        8         System.Int16  1 instance       15 b

6d8408ec  400001e        0        System.String  0 instance 01c12b0c c

6d842b38  400001f        4         System.Int32  1 instance       32 d

在內存窗口中能夠看到內存佈局爲：

0x003EEF1C  01c12b0c 00000020 0001000f

這裏我要說明下使用dumpvc後會給出一個size，這裏是20字節，比咱們計算的結果多出8個字節，個人理解是由於引用類型有附加的8字節（syncblkindex + methodtableaddress）因此這裏的size也加上了8.