【CLR】实例化顺序

实例化顺序题

       这里用下其他博友的案例《一道关于实例化顺序的C#面试题》

static class Program
{
    static void Main()
    {
        BaseB baseb = new BaseB();
        baseb.MyFun();
    }
}
public class BaseA
{
    public static MyTest a1 = new MyTest("a1");

    public MyTest a2 = new MyTest("a2");

    static BaseA()
    {
        MyTest a3 = new MyTest("a3");
    }

    public BaseA()
    {
        MyTest a4 = new MyTest("a4");
    }

    public virtual void MyFun()
    {
        MyTest a5 = new MyTest("a5");
    }
}
public class BaseB : BaseA
{
    public static MyTest b1 = new MyTest("b1");

    public MyTest b2 = new MyTest("b2");

    static BaseB()
    {
        MyTest b3 = new MyTest("b3");
    }

    public BaseB()
    {
        MyTest b4 = new MyTest("b4");
    }

    public new void MyFun()
    {
        MyTest b5 = new MyTest("b5");
    }
}
public class MyTest
{
    public MyTest(string info)
    {
        Console.WriteLine(info);
    }
}

正确答案是：

b1

b3

b2

a1

a3

a2

a4

b4

b5

我的总结：

1、 这里说下b2在bi和b3之后，静态变量和构造函数先执行，然后是类的实例变量地址赋值，然后才是实例构造函数。b1先于a1是因为程序需要在元数据列表中找到对应的数据类型，首先调用的是BaseB，然后根据类型对象指针去找到对应基类。

2、 类的实例构造器在访问从基类继承的任何字段之前，必须先调用基类的构造器，所以实例构造器的调用顺序必然是先基类再子类。

引用类型实例构造器

       构造器是将类型的实例赋值初始化的特殊方法。构造器方法在“方法定义元数据表”中始终叫做.ctor（constructor的简称）。创建引用类型的实例时，首先为实例的数据字段分配内存，然后初始化对象的附加字段（类型对象指针和同步块索引），最后调用类型的实力构造器来设置对象的初始状态。

       构造引用类型的对象时，在调用类型的实例构造器之前，为对象分配的内存总是先被归零。没有被构造器构造器显式重写的所有字段都保证获得0或者null值。

       和其他方法不同，实例构造器永远不能被继承。也就是说，类只有类自己定义的实例构造器。由于永远不能被继承实力构造器，所以实例构造器不能使用以下修饰符：virtual，new，override，sealed和abstract。如果类没有显示定义任何构造器，c#编译器将定义一个默认无参构造器。在它的实现中，只是简单地调用了基类的无参构造器。

     如果类的修饰符为abstract，那么编译器生成的默认构造器的可访问性就为protected；否则，构造器会被赋予public可访问性。如果基类没有提供无参构造器，那么派生类必须显式调用一个基类构造器，否则编译器会报错。如果类的修饰符为static（sealed和abstract），编译器根本不会再类的定义中生成默认构造器。

       一个类型可以定义多个实参构造器。每个构造器都必须有不同的签名，而且每个都可以有不同的可访问性。为了使代码“可验证”，类的实例构造器在访问从基类继承的任何字段之前，必须先调用基类的构造器。如果派生类的构造器没有显式调用一个基类构造器，c#编译器会自动生成对默认的基类构造器的调用。最终，system.object的公共无参构造器会得到调用。该构造器什么都不做，会直接返回。

       极少数时候可以在不调用实例构造器的前提下创建类型的实例。一个典型的例子是object的memberwiseClone方法。该方法的作用是分配内存，初始化对象的附加字段（类型对象指针和同步块索引），然后将源对象的字节数据复制到新对象中。另外，用运行时序列化器反序列化对象时，通常也不需要调用构造器。反序列化代码使用System.Runtime.Serialization.FormatterServices类型的GetUninitializeObject或者GetSafeUninitializeObject方法为对象分配内存，期间不会调用一个构造器。

重要提示：不要在构造器中调用虚方法。原因是假如被实例化的类型重写了虚方法，就会执行派生类型对虚方法的实现。但在这个时候，尚未完成对继承层次结构中所有字段的初始化（被实例化的类型的构造器还没有运行），所以，调用虚方法会导致无法预测的行为。归根结底，这是由于调用虚方法时，直到运行时之前都不会选择执行该方法的实际类型。

 

       编译器为这三个构造器方法生成代码时，在每个方法的开始位置，都会包含用于初始化m_x，m_x和m_d的代码。这些代码初始化后，编译器会插入对基类构造器的调用，再然后会插入构造器自己的代码，最后m_d=10会覆盖掉之前内联初始化的值。

       同一个类型中无参构造器可以被继承，可以把公共部分的构造器写成基方法。

 

值类型实例构造器

       值类型（struct）构造器的工作方式与引用类型（classs）的构造器截然不同。clr总是允许创建值类型的实例，并且没有办法阻止值类型的实例化。所以，值类型其实并不需要定义构造器，c#编译器根本不会为值类型内联（嵌入）嵌入默认的无参构造器。（如果为值类型创建无参构造函数，编译器会报错）

类型构造器（静态构造器）

       除了实例构造器，clr还还和支持类型构造器（type constructor），也称为静态构造器、类构造器或者类型初始化器。类型构造器可应用于接口（虽然C#编译器不允许）、引用类型和值类型。实例构造器的作用是设置类型的实例的初始状态。对应地，类型构造器的作用是设置类型的初始状态。类型默认没有定义类型构造器。如果定义，也只能定义一个。此外，类型构造器永远没有参数。以下代码演示了如何在c#中为引用类型和值类型定义一个类型构造器。

 

（虽然能在值类型中定义类型构造器，但永远不都要真的那么做，因为clr有时不会调用值类型的静态类型构造器。）

       定义类型构造器类似于定义无参实例构造器，区别在于必须标记为为static。此外，类型构造器总是私有：c#自动把它们标记为private。（而且你无法修改）之所以必须私有，是为了防止任何由开发人员写的代码调用它，对它的调用总是有clr负责。

       类型构造器的调用比较麻烦。jit编译器在编译一个方法时，会查看代码中都引用了哪些类型。任何一个类型定义了类型构造器，jit编译器都会检查针对当前AppDomain，是否已经执行了这个类型构造器。如果构造器从未执行，jit编译器会在它生成的本机代码中添加对类型构造器的调用。如果类型构造器已经执行，jit编译器就不添加对它的调用。

       现在，当方法被jit编译完毕之后，线程开始执行它，最终会执行到调用类型构造器的代码。事实上，多个线程可能同时执行相同的方法。clr希望确保每个appdomain中，一个类型构造器只执行一次。为了确保这一点，在调用类型构造器时，调用线程要获取一个互斥线程同步锁。这样一来，如果多个线程视图同时调用某个类型的静态构造器，只有一个线程可以获得锁，其他线程线程会被阻塞，而且已经执行过，就不会再次被执行。

       由于clr保证一个类型构造器在每个appdomain中只执行一次，而且这种执行是线程安全的，所以非常适合在类型构造器中初始化类型需要的任何单实例（singleton）对象

       那个线程中的两个类型构造器包含相互引用的代码可能出现问题。假定classA的类型构造器包含了引用classB的代码，classB的类型构造器包含了引用ClassA的代码。在这种情况下，clr仍然保证每个类型构造器的代码只被执行一次，但是，完全有可能classA的类型构造器还没执行完毕的前提下，就开始执行classB的类型构造器。因此，应尽量避免写造成这种情况的代码。事实上，由于clr负责类型构造器的调用，所以任何代码都不应该要求以特定的顺序调用类型构造器。

       最后，如果类型构造器抛出未处理的异常，clr会认为类型不可用。视图访问该类型的任何字段或方法都会抛出异常。

       类型构造器中的代码只能访问类型的静态字段，并且它的常规用途就是初始化这些字段。和实例字段一样，c#提供了一个简单的语法来初始化类型的静态字段

internal sealed class SomeType{
    private static Int32 s_x=5;
}