《NET CLR via C#》---第七章（常量，讀/寫欄位，可讀欄位）

陈侠云發表於2024-08-14
C#

常量

常量是值從不變化的符號。定義常量符號時，它的值必須能在編譯時確定。確定後，編譯器將常量值儲存到程式集後設資料中。這意味著只能定義編譯器識別的基元型別的常量。在C#中，可用於定義常量：Boolean，Char，Byte，SByte，Int16，UInt16，Int32，UInt32，Int64，UInt64，Single，Double，Decimal，String。C#也允許定義非基元的常量變數，前提是把值設為null：

public class Program
{
    public const Program program = null;
}

程式碼引用常量符號時，編譯器在定義常量的程式集的後設資料中查詢該符號，提取常量的值，將值嵌入生成的IL程式碼中。由於常量的值直接嵌入生成的IL程式碼中，所以在執行時不需要為常量分配任何記憶體。除此之外，不能獲取常量的地址，也不能以傳引用的方式傳遞常量。

這也意味著沒法做到很好的版本控制。例如我們首先編譯一個dll，這個程式集記憶體在一個常量：

public sealed class SomeLibraryType 
{
    public const int MAX = 50;
}

接下來用以下程式碼生成一個應用程式程式集：

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine(SomeLibraryType.MAX);
    }
}

編譯器在生成程式碼時，會注意到MAX是值為50的常量符號，所以會將int值50嵌入應用程式的IL程式碼。事實上，在生成應用程式程式集後，執行根本不會載入DLL程式集，可以把它從磁碟上刪除。
image
這個例子清楚的展示了版本控制問題。如果開發人員將常量MAX更改為1000，且只是重新生成dll，那麼應用程式程式集不會有任何影響，依然輸出50。想要輸出新值，則需要重新編譯。

欄位

欄位是一種資料型別，其中容納了一個值型別的例項或者對一個引用型別的引用。CLR支援型別（靜態）欄位和例項（靜態）欄位。如果是型別欄位，容納欄位資料所需的動態記憶體是在型別物件中分配的，而型別物件是在型別載入到一個AppDomain時建立的。將型別載入到一個AppDomain的時機通常是在引用了該型別的任何方法首次進行JIT編譯的時候。如果是例項欄位，容納欄位資料所需的動態記憶體是在構造型別的例項時分配的。

CLR支援readonly欄位和read/write欄位。大多數字段都是read/write欄位，意味著在程式碼執行過程中，欄位值可以多次改變。但readonly欄位只能在構造器方法中寫入（構造器方法只會在物件生成時，呼叫一次）。編譯器和驗證機制確保readonly欄位不會被構造器以外的任何方法寫入。不過我們仍然可以透過反射的方式修改readonly欄位。

修改下之前的程式碼，舉個例子，將SomeLibraryType型別更改如下，重新生成dll：

public sealed class SomeLibraryType 
{
    public static readonly int MAX = 50;
}

然後我們重新編譯應用程式程式集，會輸出50。我們將SomeLibraryType.MAX改為1000，然後重新編譯dll，會發現能夠輸出1000了。使用ildasm.exe檢視下IL程式碼，可以看到，它會去對應程式集中找MAX值：
image

以下表格稍微介紹一下欄位修飾符

CLR術語 C#術語 說明
Static static 這種欄位是型別狀態的一部分，而不是物件狀態的一部分
Instance 預設 這種欄位與型別的一個例項關聯，而不是與型別本身關聯
InitOnly readonly 這種欄位只能由一個構造器方法中的程式碼寫入
Volatile volatile 編譯器，CLR和硬體不會對訪問這種欄位的程式碼執行“執行緒不安全”的最佳化措施。只有以下型別能標記為volatile：所有引用型別，Single，Boolean，Byte，SByte，Int16，UInt16，Int32，UInt32，Char，以及基礎型別為Byte，SByte，Int16，UInt16，Int32，UInt32的所有列舉型別

相關文章