一个static和面试官扯了一个小时,舌战加强版
一:背景
1. 講故事
最近也是奇怪,在社區里看到好幾篇文章聊static?的玩法以及怎么拿這個和面試官扯半個小時,有點意思,點進去看都是java版的,這就沒意思了,怎么也得有一篇和面試官扯C# 中的?static用法撒,既然沒有人開這個頭,那我就獻丑了。。。,下面以QA的方式記述,大家可以代入一下能回答幾個問題。
二:QA環節
面試官:請問您都是在什么場景下用static的?
? ? ? ? ?解析:可能面試官潛意識的想問問你會不會使用本地緩存。
碼農:先不說我的場景,縱觀C#的底層FCL源碼,你會發現很多的?static修飾的集合,如ThreadPool:
其中的?workQueue?就是一個靜態隊列,不僅如此還有Quartz底層自研的線程池,還有web中的Session,Application,無非就是想用static做一個池化技術和AppDomain級的本地緩存,所以我的應用場景也無非是這些了。
面試官:您會幾種實現單例的方式?
? ? ? ? 解析:既然面試官想和你扯static,就是想看看你會不會用?static cctor靜態構 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?造器構建單例!
碼農:實不相瞞,不管是用懶漢式還是餓漢式,大體上也就這幾種?雙檢鎖,?static cctor,?Lazy<T>, 不知道您想讓我細說哪一種?
面試官:那就說一下靜態構造函數為什么可以實現單例?
? ? ? ? 解析:可能覺得碼農回答的有點拽,問深一點看看是不是唬人的。
碼農:說到單例,每一個人都會提到在多線程場景下的并發問題導致多個單例的尷尬,所以有了給代碼加上各種花哨的鎖,比如剛才我提到的雙檢索,所以說沒有鎖。。。這個問題是搞不定的,換句話說?靜態構造函數?也是用了鎖機制。
面試官:你確定用到了鎖?有證據嗎?
? ? ? ? ?解析:有戲了,對你產生感興趣了,愿聽其詳。
碼農:既然要證據,那我先構思一段如下代碼:
仔細看上面的代碼,你會發現有很多處?ListLockEntry,這就和鎖扯上了關系哈,這算證據不?
面試官:小伙子windbg玩的挺溜,那請回答一下靜態變量是存在哪的,有什么證據嗎?
? ? ? ? ?解析:轉變思路,開始證據先行了????????????。
碼農:猶記得?CLR via C#?中說靜態變量是存放在類型對象中,這就好辦了,我去挖一下不就可以了哈,其實CLR內部用了兩個數據結構來表示?類型對象?和?對象類型,一個叫做?EEClass一個叫做?方法表,下面我定義一個?lockMe?的靜態變量,代碼如下:
然后祭出殺器?windbg?,用?name2ee?找到Person的EEClass將它打出來。
0:000> !name2ee ConsoleApp6.exe!ConsoleApp6.Person Module: 00007ff816fb4140 Assembly: ConsoleApp6.exe Token: 0000000002000003 MethodTable: 00007ff816fb5ae8 EEClass: 00007ff816fb2558 Name: ConsoleApp6.Person0:000> !DumpClass /d 00007ff816fb2558 Class Name: ConsoleApp6.Person mdToken: 0000000002000003 File: C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp6\bin\x64\Debug\ConsoleApp6.exe Parent Class: 00007ff873f52f68 Module: 00007ff816fb4140 Method Table: 00007ff816fb5ae8 Vtable Slots: 4 Total Method Slots: 6 Class Attributes: 0 Transparency: Critical NumInstanceFields: 0 NumStaticFields: 1MT Field Offset Type VT Attr Value Name 00007ff873f75dd8 4000001 8 System.Object 0 static 0000020ae5c42d90 lockMe可以看到最后一行的?lockMe,就是那本書中所說的類型對象存儲的靜態字段。
面試官:那既然 static 屬于類型對象,為什么GC不回收它呢?
? ? ? ? 解析:開啟三連擊,看你沉浮有多深?
碼農:為什么GC不回收它?這里我有兩個個人觀點:
<1> clr的底層機制決定的
clr在啟動gc組件進行回收前,會先在堆中找幾類root對象,從而開啟標記引用鏈之路,常見的root對象有:
第一個:方法的局部變量,這個JIT在編譯方法的時候最清楚,它通過維護一個表給GC參謀。
第二個:static變量,這是天然的root根,與AppDomain共存亡。
第三個:其他亂七八糟的root根。
<2> static地址是在啟動堆,而不是在托管堆,理應不受GC管控
這句話的證據在哪里呢?在?C# via CLR?那本書中說,JIT開始編譯方法內代碼的時候,會判斷當前的類型Pereson是否已經在AppDomain中加載了,如果沒有很顯然會拋異常,如果有此類型,那就從程序集的元數據中找到該類型的所有描述構建Person的?EEClass數據結構。
使用?ILDasm?查看程序集中關于構建EEClass的Person元數據。
可以看到確實有?lockMe?的元數據表示,有了這些EEClass就可以構建出來,然后JIT編譯器可以將其分配在加載堆和AppDomain綁定,接下來的問題是怎么去看是在加載堆???用什么命令去看,當然是windbg啦,用?!eeheap -loader?即可。
0:000> !eeheap -loader Loader Heap: -------------------------------------- System Domain: 00007ff877002af0 LowFrequencyHeap: 00007ff816f80000(3000:3000) Size: 0x3000 (12288) bytes. HighFrequencyHeap: 00007ff816f84000(9000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes. StubHeap: 00007ff816f8d000(3000:2000) Size: 0x2000 (8192) bytes. Total size: Size: 0xa000 (40960) bytes. -------------------------------------- Shared Domain: 00007ff877002520 LowFrequencyHeap: 00007ff816f80000(3000:3000) Size: 0x3000 (12288) bytes. HighFrequencyHeap: 00007ff816f84000(9000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes. StubHeap: 00007ff816f8d000(3000:2000) Size: 0x2000 (8192) bytes. Total size: Size: 0xa000 (40960) bytes. -------------------------------------- Domain 1: 000001246cae21f0 LowFrequencyHeap: 00007ff816f90000(3000:3000) Size: 0x3000 (12288) bytes. HighFrequencyHeap: 00007ff816f93000(a000:3000) Size: 0x3000 (12288) bytes. StubHeap: Size: 0x0 (0) bytes. Total size: Size: 0x6000 (24576) bytes. -------------------------------------- Total LoaderHeap size: Size: 0x1a000 (106496) bytes. =======================================從上圖中可以看到,C#應用程序會有三個應用程序域:?System Domain,Shared Domain, Domain1,每一個AppDomain都有自己的私有加載堆,我們的?Person?類型不出意外就是在?Domain 1?上了哈,如果你好奇可以看看這個AppDomain都有啥。
0:000> !DumpDomain /d 000001246cae21f0 -------------------------------------- Domain 1: 000001246cae21f0 LowFrequencyHeap: 000001246cae29e8 HighFrequencyHeap: 000001246cae2a78 StubHeap: 000001246cae2b08 Stage: OPEN SecurityDescriptor: 000001246cae4870 Name: ConsoleApp6.exe Assembly: 000001246cb7f990 [C:\WINDOWS\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll] ClassLoader: 000001246cb7fae0 SecurityDescriptor: 000001246cb7e230Module Name 00007ff873f51000 C:\WINDOWS\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dllAssembly: 000001246cb954c0 [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp6\bin\x64\Debug\ConsoleApp6.exe] ClassLoader: 000001246cb95610 SecurityDescriptor: 000001246cb933f0Module Name 00007ff816f94140 C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp6\bin\x64\Debug\ConsoleApp6.exe程序集下就是?Module,如你看到的?ConsoleApp6.exe就是一個module哈,還可以繼續dump module看元數據啥的。
總之你讓我找到lockme在啟動堆上的地址,目前還沒這個能力,不過要知道的是,lockMe?引用的object地址是在啟動堆上分配,而object對象是在托管堆上分配的,不要搞混淆了。
三:后續
面試官看了看手表,已經快一個小時了,此時面試官心里有了答案,按照職場潛規則,萬不可錄取,不然我的位置往哪擱呢?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的一个static和面试官扯了一个小时,舌战加强版的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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