昨天同事在部門分享中談到了Android的虛擬機(jī)機(jī)制。正好想到我在學(xué)習(xí).Net CLR的時(shí)候研究過CLR運(yùn)行時(shí)的相互關(guān)系，所以拿出來分享一下。

我們在本文中要搞清楚類型调鲸，對象，線程棧挽荡，托管堆的關(guān)系藐石。

首先你需要對內(nèi)存管理、.net框架和.net clr有個(gè)基本的了解定拟。.net框架

線程棧

我們先來看看一個(gè)加載了CLR的Microsoft Windows的進(jìn)程于微。一個(gè)進(jìn)程可能會(huì)有多個(gè)線程。一個(gè)線程創(chuàng)建時(shí)青自，會(huì)分配到1MB大小的棧角雷。
作用

• 保存向方法傳遞的實(shí)參
• 保存方法內(nèi)部定義的局部變量

棧是高位向低位地址構(gòu)建的

一個(gè)線程的棧，準(zhǔn)備調(diào)用M1方法

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分配局部變量name的內(nèi)存

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M1調(diào)用M2方法性穿，把實(shí)參s壓入棧，調(diào)用方法時(shí)雷滚，還需要將“返回地址”壓入棧需曾，被調(diào)用方法結(jié)束后，返回這個(gè)位置祈远。

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M2開始執(zhí)行呆万，最終到達(dá)return語句，指令指針被設(shè)置為棧中的返回地址车份，M2的棧幀（指當(dāng)前線程中調(diào)用棧的一個(gè)方法調(diào)用谋减，每個(gè)方法調(diào)用都會(huì)在調(diào)用棧中創(chuàng)建并壓入一個(gè)棧幀）會(huì)被釋放。線程棧如下圖

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線程將繼續(xù)執(zhí)行M1在調(diào)用M2之后的代碼

托管堆

我們假定有這兩個(gè)類的定義

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window進(jìn)程已經(jīng)啟動(dòng)扫沼，托管堆已初始化出爹，已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)線程庄吼。該線程已經(jīng)調(diào)用了一些代碼，現(xiàn)在馬上要調(diào)用M3严就。

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這時(shí)候CLR要做的事情

• 確保M3內(nèi)部引用的所有類型的程序集都已加載
• 利用程序集的元數(shù)據(jù)創(chuàng)建類型對象（Type Object表示類型本身）

類型對象包括

• 類型對象指針（Type Object Pointer）和同步塊索引（sync block index）
• 靜態(tài)字段
• 方法表

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當(dāng)前面的事情做好后总寻，開始執(zhí)行M3的本地代碼，首先為局部變量分配內(nèi)存梢为，CLR會(huì)自動(dòng)將局部變量初始化成null或0

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接下來渐行，M3代碼開始構(gòu)造一個(gè)Manager實(shí)例（也就是一個(gè)Manager對象），步驟如下

1. 初始化類型對象指針铸董，并指向與對象對應(yīng)的類型對象
2. 初始化同步索引塊
3. 將所有實(shí)例字段初始化
4. new操作符會(huì)返回對象的內(nèi)存地址祟印，將之保存到變量e

對象包括

• 類型對象指針（Type Object Pointer）和同步塊索引（sync block index）

• 實(shí)例字段

  
  
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M3下一行調(diào)用Employee的靜態(tài)方法Lookup。調(diào)用靜態(tài)方法的步驟

1. CLR會(huì)定位與定義靜態(tài)方法的類型相對應(yīng)的類型對象
2. JIT編譯器在類型對象的方法表找到該方法粟害，對方法進(jìn)行JIT進(jìn)行編譯（如果需要的話）蕴忆，再調(diào)用JIT編譯的代碼
3. Lookup方法在堆上構(gòu)造一個(gè)新的Manager對象，并返回地址
4. M3將地址存到變量e

需要注意的是我磁，變量e已經(jīng)引用了新的對象孽文。原來的對象沒有變量引用，GC將會(huì)對其自動(dòng)進(jìn)行回收夺艰。

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M3的下一行代碼調(diào)用虛實(shí)例方法GenProgressReport芋哭。調(diào)用一個(gè)虛實(shí)例方法時(shí)，JIT編譯器要在方法中生成一些額外的代碼郁副；方法每次調(diào)用時(shí)减牺，都會(huì)調(diào)用這些代碼。

1. 檢查發(fā)出調(diào)用的變量存谎，跟隨地址來到發(fā)出調(diào)用的對象拔疚，檢查對象的類型對象指針，找到類型對象既荚，并在方法表中定位該方法稚失。（和非虛方法的區(qū)別：非虛關(guān)心的是變量e的類型，而虛關(guān)心的是變量e所指向的對象的類型）
2. JIT編譯器在類型對象的方法表找到該方法恰聘，對方法進(jìn)行JIT進(jìn)行編譯（如果需要的話）句各，再調(diào)用JIT編譯的代碼

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Manager和Employee類型對象也有類型對象指針，那這些指針是指向哪里的呢晴叨？實(shí)際上凿宾，CLR在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，會(huì)為System.Type創(chuàng)建一個(gè)特殊的類型對象兼蕊，Manager和Employee的類型對象的類型對象指針都指向它初厚。System.Type的類型對象指針就指向自身。
System.Obejct有一個(gè)GetType方法孙技，返回類型對象指針产禾，這樣就可以判斷系統(tǒng)中任何對象（也包括類型對象）的類型了排作。

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