为什么结构对齐取决于字段类型是原始的还是用户定义的？
在 野田时光 v2中，我们正在向纳秒级分辨率移动。这意味着我们不能再使用一个8字节的整数来表示我们感兴趣的整个时间范围。这促使我调查 Noda Time (许多)结构的内存使用情况，这反过来又导致我发现 CLR 对齐决策中的一个小小的异常。
首先，我意识到这个 是是一个实现决策，默认行为可以随时改变。我意识到我 可以修改它使用 [StructLayout]和 [FieldOffset]，但我宁愿拿出一个解决方案，不要求，如果可能的话。
My core scenario is that I have a struct which contains a reference-type field and two other value-type fields, where those fields are simple wrappers for int. I had 希望 that that would be represented as 16 bytes on the 64-bit CLR (8 for the reference and 4 for each of the others), but for some reason it's using 24 bytes. I'm measuring the space using arrays, by the way - I understand that the layout may be different in different situations, but this felt like a reasonable starting point.
Here's a sample program demonstrating the issue:
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
#pragma warning disable 0169
struct Int32Wrapper
{
int x;
}
struct TwoInt32s
{
int x, y;
}
struct TwoInt32Wrappers
{
Int32Wrapper x, y;
}
struct RefAndTwoInt32s
{
string text;
int x, y;
}
struct RefAndTwoInt32Wrappers
{
string text;
Int32Wrapper x, y;
}
class Test
{
static void Main()
{
Console.WriteLine("Environment: CLR {0} on {1} ({2})",
Environment.Version,
Environment.OSVersion,
Environment.Is64BitProcess ? "64 bit" : "32 bit");
ShowSize<Int32Wrapper>();
ShowSize<TwoInt32s>();
ShowSize<TwoInt32Wrappers>();
ShowSize<RefAndTwoInt32s>();
ShowSize<RefAndTwoInt32Wrappers>();
}
static void ShowSize<T>()
{
long before = GC.GetTotalMemory(true);
T[] array = new T[100000];
long after = GC.GetTotalMemory(true);
Console.WriteLine("{0}: {1}", typeof(T),
(after - before) / array.Length);
}
}
还有我笔记本电脑上的编译和输出:
c:\Users\Jon\Test>csc /debug- /o+ ShowMemory.cs
Microsoft (R) Visual C# Compiler version 12.0.30501.0
for C# 5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
c:\Users\Jon\Test>ShowMemory.exe
Environment: CLR 4.0.30319.34014 on Microsoft Windows NT 6.2.9200.0 (64 bit)
Int32Wrapper: 4
TwoInt32s: 8
TwoInt32Wrappers: 8
RefAndTwoInt32s: 16
RefAndTwoInt32Wrappers: 24
所以:
- 如果没有引用类型字段，CLR 很乐意将
Int32Wrapper字段打包在一起(TwoInt32Wrappers的大小为8) - 即使使用引用类型字段，CLR 仍然乐于将
int字段打包在一起(RefAndTwoInt32s的大小为16) - 将两者结合起来，每个
Int32Wrapper字段看起来都被填充/对齐到8字节(RefAndTwoInt32Wrappers的大小为24) - 在调试器中运行相同的代码(但仍然是发布版本)显示大小为12。
其他一些实验也得到了类似的结果:
- 将引用类型字段放在值类型字段之后没有帮助
- 使用
object而不是string没有帮助(我希望它是“任何引用类型”) - 使用另一个结构作为引用的“包装器”并没有帮助
- 使用泛型结构作为引用的包装器没有任何帮助
- 如果我继续添加字段(为简单起见，成对添加) ，
int字段仍然占4个字节，Int32Wrapper字段占8个字节 - 将
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 4)]添加到视野中的每个结构并不会改变结果
有没有人对此有什么解释(理想情况下是参考文档) ，或者有什么建议可以告诉 CLR，我希望字段打包为 没有，指定一个常量字段偏移量？
