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之前談到String連接操作的性能，其中會(huì)涉及到unsafe操作，而unsafe操作必然會(huì)涉及到指針，于是fixed關(guān)鍵字也應(yīng)運(yùn)而生。fixed關(guān)鍵字是用來(lái)pin住一個(gè)引用地址的，因?yàn)槲覀冎繡LR的垃圾收集器會(huì)改變某些對(duì)象的地址，因此在改變地址之后指向那些對(duì)象的引用就要隨之改變。這種改變是對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)是無(wú)意識(shí)的，因此在指針操作中是不允許的。否則，我們之前已經(jīng)保留下的地址，在GC后就無(wú)法找到我們所需要的對(duì)象。現(xiàn)在就來(lái)我們就來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證fixed關(guān)鍵字的效果。

之前談到String連接操作的性能，其中會(huì)涉及到unsafe操作，而unsafe操作必然會(huì)涉及到指針，于是fixed關(guān)鍵字也應(yīng)運(yùn)而生。fixed關(guān)鍵字是用來(lái)pin住一個(gè)引用地址的，因?yàn)槲覀冎繡LR的垃圾收集器會(huì)改變某些對(duì)象的地址，因此在改變地址之后指向那些對(duì)象的引用就要隨之改變。這種改變是對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)是無(wú)意識(shí)的，因此在指針操作中是不允許的。否則，我們之前已經(jīng)保留下的地址，在GC后就無(wú)法找到我們所需要的對(duì)象。現(xiàn)在就來(lái)我們就來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證fixed關(guān)鍵字的效果。

當(dāng)然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單地可能會(huì)讓您笑話。首先我們來(lái)準(zhǔn)備一個(gè)SomeClass類(lèi)：

public class SomeClass
{
    public int Field;
}

然后準(zhǔn)備一段代碼：

private static unsafe void GCOutOfFixedBlock()
{
    var a = new int[100];
    var c = new SomeClass();

    fixed (int* ptr = &c.Field)
    {
        PrintAddress("Before GC", (int)ptr);
    }

    GC.Collect(2);

    fixed (int* ptr = &c.Field)
    {
        PrintAddress("After GC", (int)ptr);
    }
}

private static void PrintAddress(string name, int address)
{
    Console.Write(name + ": 0x");
    Console.WriteLine(address.ToString("X"));
}

在GCOutOfFixedBlock方法中，我們首先分配一個(gè)長(zhǎng)度為100的int數(shù)組，然后新建一個(gè)SomeClass對(duì)象。新建數(shù)組的目的在于制造“垃圾”，目的是在調(diào)用GC.Collect方法時(shí)改變SomeClass對(duì)象在堆中的位置。由于垃圾回收發(fā)生在fixed代碼塊之外，這樣我們前后兩次打印出的值便是不同的：

Before GC: 0x1A058C0
After GC: 0x1975DF4

值得注意的是，這段代碼必須在Release模式下進(jìn)行編譯，讓CLR執(zhí)行代碼時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，這樣CLR便會(huì)在垃圾回收時(shí)發(fā)現(xiàn)a數(shù)組已經(jīng)是垃圾了（因?yàn)楹竺娴拇a不會(huì)用它），于是會(huì)將其回收——否則便無(wú)法看出地址改變的效果來(lái)。那么，我們重寫(xiě)一段代碼：

private static unsafe void GCInsideFixedBlock()
{
    var a = new int[100];
    var c = new SomeClass();

    fixed (int* ptr = &c.Field)
    {
        PrintAddress("Before GC", (int)ptr);
        GC.Collect(2);
    }

    fixed (int* ptr = &c.Field)
    {
        PrintAddress("After GC", (int)ptr);
    }
}

結(jié)果如下：

Before GC: 0x1B558C0
After GC: 0x1B558C0

由于GC發(fā)生在fixed代碼塊內(nèi)部，因此c對(duì)象被pin在堆上了，于是GC前后c對(duì)象的地址沒(méi)變，這就是fixed的作用。那么，下面這段代碼運(yùn)行結(jié)果是什么呢？

private static unsafe void Mixed()
{
    var a = new int[100];
    var c1 = new SomeClass();
    var c2 = new SomeClass();

    fixed (int* ptr1 = &c1.Field)
    {
        PrintAddress("Before GC", (int)ptr1);
    }

    fixed (int* ptr2 = &c2.Field)
    {
        PrintAddress("Before GC (fixed)", (int)ptr2);
        GC.Collect(2);
    }

    fixed (int* ptr1 = &c1.Field)
    {
        PrintAddress("After GC", (int)ptr1);
    }

    fixed (int* ptr2 = &c2.Field)
    {
        PrintAddress("After GC (fixed)", (int)ptr2);
    }
}

至于為什么是這個(gè)結(jié)果，那便和CLR實(shí)現(xiàn)方式有關(guān)了具體參見(jiàn)文章下方討論。