C# 在64位处理器上为3点结构分配多少字节？

有一个问题：

鉴于：

struct Point {int x; int y;}
var p = new Point[3]

如果我们使用64位处理器，堆栈和堆中会分配多少字节的内存

.Net

的正确答案是44。有人能解释一下这个数字是怎么出现的吗

据我所知，

p

将在

x64

的堆栈中占用8个字节

每个结构有两个值

Int32

，因此

p.Length*sizeof（点）

3*8=24字节在一个数组的堆中

这将是32个字节。在这种情况下，剩下的12个字节是干什么的？

您对44个字节的回答可能是对32位体系结构数组的混淆

在

.Net

（32位）中：

• 每个

  对象

  包含用于同步的4个字节（

  lock（obj）

  ）
• 每个

  对象

  都包含其类型标记的4个字节
• 每个

  数组

  包含其长度的4个字节

正如您所说，指针是8字节

这与数组本身的24字节一起提供44字节

---

然而，这是32位的标题布局

如您所见，内存布局包含以下代码：

var p = new Point[3];
p[0] = new Point { x = 1, y = 2 };
p[1] = new Point { x = 3, y = 4 };
p[2] = new Point { x = 5, y = 6 };

var p2 = new Point[3];
p2[0] = new Point { x = 8, y = 8 };
p2[1] = new Point { x = 8, y = 8 };
p2[2] = new Point { x = 8, y = 8 };

将是：

您也可以在内存布局中看到数值

---

在64位中，标头的每个字段及其长度均为8字节，因此标头长度为24字节，因此整个数组的长度为48字节，变量指向数组：56字节

64位体系结构内存布局：

---

注意事项：

• 如果您的数组没有四舍五入到8字节，则会发生多个对齐，但实际上并不需要对齐。示例（两个1大小的

  int

  数组）：

• 即使报头的长度字段是8字节（64位），但它大于最大数组大小

  .NET

  允许的大小，因此只能使用4个字节

---

请记住，这是一个实施细节，可能会在CLR的实施/版本之间发生变化。

大部分内容纯粹是一个实施细节，可能会随CLR的下一个版本而变化。

以x86或x64运行以下程序，您可以根据经验确定结构的大小：

struct Point { int x; int y; }

class Program
{
    const int Size = 100000;

    private static void Main(string[] args)
    {
        object[] array = new object[Size];
        long initialMemory = GC.GetTotalMemory(true);
        for (int i = 0; i < Size; i++)
        {
            array[i] = new Point[3];
        }
        long finalMemory = GC.GetTotalMemory(true);
        GC.KeepAlive(array);

        long total = finalMemory - initialMemory;
        Console.WriteLine("Size of each element: {0:0.000} bytes",
                          ((double)total) / Size);

    }
}

在当前的实现中，每个对象的大小都与指针大小对齐，这意味着x86中的每个对象都是4字节对齐的，而在x64下是8字节对齐的（这是绝对可能改变的-例如，Java中的HotSpot将所有对象对齐到8字节，即使在x86下也是如此）

C#中的数组在长度上有些特殊：虽然它们有一个4字节的长度字段，但在x64下它们还包括4字节的额外填充（vm/object.h:766包含有趣的部分）。这样做很可能是为了确保实际字段的开头始终在x64下对齐8字节，这是在访问长/双精度/指针时获得良好性能所必需的（另一种方法是仅为这些类型添加填充并专门化长度计算-不太可能值得额外的复杂性）

在x86上，对象头是8字节，数组开销是4字节，这给了我们36字节

在x64上，对象标头为16字节，数组开销为8字节。这给了我们24+24=48字节

对于任何想要实际证明而不是关于头大小和对齐的经验测试的人，您可以直接转到实际的源：是coreclr的对象定义。查看从第178行开始的注释，其中说明：

// The only fields mandated by all objects are
// 
//     * a pointer to the code:MethodTable at offset 0
//     * a poiner to a code:ObjHeader at a negative offset. This is often zero.  It holds information that
//         any addition information that we might need to attach to arbitrary objects. 

您还可以查看实际的代码，看看这些指针是实际的指针，而不是DWORD或其他任何东西

用于对齐对象大小的代码也位于同一文件中：

#define PTRALIGNCONST (DATA_ALIGNMENT-1)

#ifndef PtrAlign
#define PtrAlign(size) \
    ((size + PTRALIGNCONST) & (~PTRALIGNCONST))
#endif //!PtrAlign

---

数据对齐

对于x86（vm/i386/cgencpu.h）和ARM（vm/ARM/cgencpu.h）定义为4，对于x64（vm/amd64/cgencpu.h）定义为8。代码本身不过是一个标准优化的“数据对齐的下一个整数倍”，假设数据对齐是一种2次幂的方法。

说到

x86

体系结构，44字节的答案是不正确的，因为

x86

中的对象引用大小是4字节，不8字节，因此对象引用的36字节+4字节的对象长度为40字节。如果我错了，请纠正我。

你是说2*8对吗？你是在问.NET的内部结构，这可能很难回答，因为它们是。。。好。。。内部。Jon Skeet做了一些研究，得出结论：值类型数组的开销是12字节：谁说

p

在堆栈上/在堆栈中？它可以被lambda或异步方法的一部分捕获（关闭）。我不知道.net的深层工作原理，但这实际上是在语言中定义的吗？它似乎限制了它可以为对象分配的堆空间的确切数量。因此，即使在64位arch上，您也被限制为2^32个数组成员？@Paladin索引器也被限制为

int

，所以它的

int.MaxValue

是

2^31

@TamirVered:大文件的内容？科学/数值计算，其中阵列是明显的情况类型@圣骑士可能是为了避免与数学有关的大量有符号和无符号值。（通常.net尽量避免使用无符号值。）IIRC C#在这些情况下需要大量额外的强制转换（理论上）使开发人员认识到

#define PTRALIGNCONST (DATA_ALIGNMENT-1)

#ifndef PtrAlign
#define PtrAlign(size) \
    ((size + PTRALIGNCONST) & (~PTRALIGNCONST))
#endif //!PtrAlign