const和readonly小结

    xiaoxiao2022-06-29  32

    前言:从上周开始看<<CLR via C#>>第三版,刚刚看完了第四和第七两章,这两章都算常识,但是有很多基础知识和术语理解不是很深入,所以看得有点慢,计划每两周写点心得,是以成文。

    1、应用场景重现

    一个简单的应用程序解决方案,如下:

    其中,类库CSharpLib里定义一个简单的类SomeType如下:

    1 2 3 4 5 6 7 8 namespace  CSharpLib {      public  class  SomeType      {          public  const  int  ConstField = 50;          public  static  readonly  int  ReadonlyField = 50;      } }

    在控制台应用程序ConsoleApp中,引用类库CSharpLib,然后写下如下代码:

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 using  System;   namespace  ConsoleApp {      using  CSharpLib;        class  Program      {          static  void  Main( string [] args)          {              Console.WriteLine( "Const field is {0}." , SomeType.ConstField);              Console.WriteLine( "Readonly field is {0}." , SomeType.ReadonlyField);              Console.ReadKey();          }      } }

    这样这个控制台应用程序的输出就都是50,这个结果应该是每个开发人员都预期的,没有任何可疑之处。

    当我们把类库CSharpLib中的常量都改变时:

    1 2 3 4 5 6 7 8 namespace  CSharpLib {      public  class  SomeType      {          public  const  int  ConstField = 55;          public  static  readonly  int  ReadonlyField = 5555;      } }

    也就是说,我们预期的目标输出是55和5555。当改好类库,开发人员发现控制台应用程序没做出任何修改,所以只将类库重新生成,然后将.dll文件拷到控制台应用程序bin目录下(做过asp.net开发的应该都知道,当某个类库修改时,我们通常都直接拷贝修改后的类库.dll到网站下的bin目录,除了习惯性偷懒,版本控制也是一个问题),然后双击运行ConsoleApp.exe文件,我们惊讶地发现当前的输出不是55和5555,而是50和5555,也就是说,const字段修改后没有达到预期目的。

     

    2、注意点总结

    为什么会发生上面的现象呢?从c#的常量的本质说起。

    (1)、什么是常量(书中原话摘录)

    “常量(constant)是一个特殊的符号,它是一个从不变化的值。定义常量符号时,它的值必须能在编译时确定。确定之后,编译器将常量的值保存到程序集的元数据中。常量总是被视为静态成员,而不是实例成员。代码引用一个常量符号时,编译器会在定义常量的程序集的元数据中查找该符号,提取常量的值,并将值嵌入生成的IL代码中。由于常量的值直接嵌入代码,所以在运行时,不需要为常量分配内存。除此之外,不能获取常量的地址,也不能以传引用的方式传递常量。这些限制同时意味着,常量没有很好的跨程序集版本控制特性。“

    (2)、静态常量和动态常量

    简单来说,用const修饰的就是静态常量(compile-time constants),而且它是隐式静态的。动态常量(runtime constants)的值是在运行时获得的,IL中将其标为只读常量,而不是用常量的值代替。

    下面对二者的特点进行简单比较:

     

    静态常量

    动态常量

    内存分配

    可使用类型

    较少的C#基元类型,如String,Int32等等

    任意类型

    初始化赋值 声明变量时同时赋值 可在构造函数中赋值 何时发挥作用 编译时进行替换,可生成元数据 相当于类中的数据成员

    通过上述分析,我们可以理解1中所产生的输出不一致现象,是因为const字段ConstField已经嵌入到控制台应用程序的IL代码中(获取ConstField字段并不从类库的dll文件中加载),从IL中我们可以看得很清楚:

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 .method private  hidebysig static  void   Main( string [] args) cil managed {    .entrypoint    // 代码大小       47 (0x2f)    .maxstack  8    IL_0000:  nop    IL_0001:  ldstr      "Const field is {0}."    IL_0006:  ldc.i4.s   50  //<span style="color: #ff0000;">const字段没有变化</span>    IL_0008:  box        [mscorlib]System.Int32    IL_000d:  call       void  [mscorlib]System.Console::WriteLine( string ,                                                                  object )    IL_0012:  nop    IL_0013:  ldstr      "Readonly field is {0}."    IL_0018:  ldsfld     int32 [CSharpLib]CSharpLib.SomeType::ReadonlyField    IL_001d:  box        [mscorlib]System.Int32    IL_0022:  call       void  [mscorlib]System.Console::WriteLine( string ,                                                                  object )    IL_0027:  nop    IL_0028:  call       valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()    IL_002d:  pop    IL_002e:  ret } // end of method Program::Main

    而不是像static readonly字段一样从内存加载类库程序集。如果应用程序需获取新值,也必须重新编译,或者使用readonly字段。

     

    3、类比问题

    我记得以前看过的一篇博文,是讨论枚举使用中输出不一致情况的,google了一下。您可以参考这一篇小心枚举陷阱进行比较,如果您对IL有了解,可以简单从IL着手分析对比,更能加深理解。

     

    总结:const和readonly在编程实践中经常用到,理解它们的基本原理,对于开发和维护都是非常有必要的。在类库开发定义常量的时候,个人偏向于使用static readonly组合关键字。

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