Question

我知道我们不会初始化静态类。我们可以按类名使用它们。但它必须在静态内存中，以便我们可以使用它们。什么时候静态类放在静态内存中？是运行时还是延迟加载？

Answer 1

我怀疑你认为它很懒惰。我不知道你对“静态记忆”是什么意思，但我认为这是一个非常可行的问题，关于静态成员的运作方式以及他们如何使用记忆。静态成员将被放置在“常规内存”中，就像任何实例成员一样。

静态实例在加载时被放置到堆上（尽管它是一种不同于实例的堆，称为High Frequency Heap），但在使用之前不会被初始化。根据您拥有的静态成员（以及它们的类型，以及这些类型是引用类型还是值类型），这可能是一个大的或小的交易。

例如，如果您有一个包含200个元素的字节数组，那么只有在您使用它时才会加载（少于它最初会保留的null）。但是如果你有200个字节的元素，每个元素都将在开头放入内存。

换句话说，在使用之前，ClassA占用的内存少于ClassB，但在使用过程中，它们会相似。当然，情况并不完全相同，但你可以想象我想要做的一点。

static class ClassA
{
    public static byte[] bytes = new byte[] { 1, 12 };
}

static class ClassB
{
    public static byte ByteA = 1;
    public static byte ByteB = 12;
}

这是因为在ClassA中，bytes的初始值为null，但在ClassB中，从流程的开始存储了两个值，这两个值都发生了是0。你可以想象这可能会与其他参考型和价值型字段一起发挥作用。

当GC运行时，另一个区别就出现了。如果我没有弄错（尽管我不相信这是规范的行为），静态成员在进程终止之前不会被垃圾收集。除此之外，你可以（松散地）将它们视为一个简单的，编译器强制的类的单例实例。

确定值的“延迟加载”的最简单方法是在静态构造函数中放置一个副作用调用。像，

public class Foo
{
    static Foo()
    {
        Console.WriteLine("In static constructor!");
    }

    public static void Bar()
    {
        Console.WriteLine("In Bar!");
    }
}

在一个小型控制台应用程序的上下文中，您可以轻松确定何时调用构造函数，并推断这也是静态成员被放入内存的时候。

void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("First line!");
    Foo.Bar();
    Console.WriteLine("Last line!");
}

此计划outputs：

First line!
In static constructor!
In Bar!
Last line!

您也可以在C＃5.0规范（§10.12静态构造函数）中找到此信息，

封闭类类型的静态构造函数在给定的应用程序域中最多执行一次。静态构造函数的执行由应用程序域中发生的以下第一个事件触发：


创建了类类型的实例。

引用类类型的任何静态成员。

在外行人的术语中，静态成员在您第一次使用静态类时初始化。如果它从未使用过，它们就永远不会被初始化。

为了让我的观点回家，让我们来看看最后一对方法。

static class Foo
{
    public static int X = 2;
    public static byte[] Bytes = new byte[] { 24, 66 };
}
class Bar
{
    public int X = 2;
    public byte[] Bytes = new byte[] { 24, 66 };
}

单步执行（在IL级别），与这些类的交互将完全不同。

考虑一种方法：

void Main(string[] args)
{
    // Foo is put into memory when the process spins up:
    //     X : 0
    //     Bytes : null

    Console.Write(Foo.X); // During this line, Foo is initialized
                          //     X : 2
                          //     Bytes : 24, 66

    Console.Write(Foo.X); // Nothing happens

    Bar b = new Bar(); // During this line, Bar is put into memory, then initialized
                       //     X : 0, then "instantaneously" becomes 2
                       //     Bytes : null, then "instantaneously" becomes 24, 66

    Console.Write(b.X); // Nothing happens

    // Eventually, b will be cleared from memory by the garbage collector
    // but Foo will not be, until the program closes. This sample is much
    // too small to display that difference.
}

.NET中的静态类初始化

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