第十七節：易混淆的概念(靜態和非靜態、拆箱和裝箱)

一. 靜態和非靜態

1. 概念介紹

　　① 靜態類（被static修飾） vs  普通類（沒有被static修飾）

　　② 靜態成員：被static修飾的成員，比如：靜態方法、靜態字段等

　　③ 普通成員(實例成員)：不被static修飾的成員，比如：普通方法、普通字段

2. 運行機制

　　① 靜態成員在程序運行的時候會“先於”實例成員被加載到內存中，靜態成員不需要單獨創建，當然靜態類也不能被實例化。

　　比如：靜態字段和靜態構造函數只有在程序第一次使用該類之前被調用，而且只能調用一次，利用該特性，可以設計單例模式。

補充單例模式的代碼：

public class STwo
    {
        /// <summary>
        /// 模擬耗時的構造函數
        /// </summary>
        private STwo()
        {
            long result = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                result += i;
            }
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("{0}被構造...", this.GetType().Name);
        }

        private static STwo _STwo = null;
        /// <summary>
        /// 靜態的構造函數：只能有一個，且是無參數的
        /// 由CLR保證，只有在程序第一次使用該類之前被調用，而且只能調用一次
        /// </summary>
        static STwo()
        {
            _STwo = new STwo();
        }

        public static STwo CreateIntance()
        {
            return _STwo;
        }
    }

public  class SThird
    {
        /// <summary>
        /// 模擬耗時的構造函數
        /// </summary>
        private SThird()
        {
            long result = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                result += i;
            }
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("{0}被構造...", this.GetType().Name);
        }
        /// <summary>
        /// 靜態變量：由CLR保證，在程序第一次使用該類之前被調用，而且只調用一次
        /// </summary>
        private static SThird _SThird = new SThird();

        public static SThird CreateIntance()
        {
            return _SThird;
        }
    }

　　② 實例成員：只有創建了對象（即進行了類的實例化）才會存在於內存中。

　　證明：在StaticInstroduceDemo類中的靜態變量a上加斷點(方法體內部加斷點，兩次實例化類的時候加斷點)，然后在客戶端實例化兩次 StaticInstroduceDemo類，分別調用ShowStaticInstroduce方法，

　　發現：第一次實例化的時候進入靜態變量a上的斷點，然后在調用對應的方法，而第二次實例化的時候不再進入靜態變量a上的斷點，直接進入調用的方法。從而驗證了：靜態成員優先於實例成員進入內存，且只在第一次使用該類的時候進行初始化分配內存，后續將不在分配.

3. 基於以上運行機制可以得出以下幾個結論

① 普通類：

　　a. 普通類中可以存在靜態成員（靜態方法、靜態字段），但里面的靜態方法不能調用普通類中的普通字段<普通類沒有實例化的話，普通字段是不存在的>。

　　b. 普通類中普通方法可以調用里面的靜態字段<靜態成員先於實例成員加載到內存中>

eg：

② 靜態類：

靜態類中只能存在靜態成員（靜態方法和靜態字段）

4. 調用形式

　　① 靜態成員： 類名.靜態成員名

　　② 實例成員： 實例名.實例成員名

5. 聲明周期

　　① 對於C/S程序：每啟動一次，相當於一次生命周期，關閉程序生命周期結束，多次打開客戶端程序互不干擾。 

驗證：上述的ShowStaticInstroduce方法，兩次實例化后調用輸出的結果是2,3 。此時我再打開一個客戶端，結果依舊是2,3，這也很好證明了聲明周期的問題。

　　② 對於B/S程序：static修飾的成員存儲在服務器端中，與客戶端關閉與否無關。《詳見HomeController下的TestStatic方法》

驗證：打開不同瀏覽器，分別調用TestStatic1方法，發現每點擊一次按鈕，返回值增加1，關閉該瀏覽器，重新點擊，返回值在原基礎上加1. 關閉IIS重新運行，返回值重新計數。證明：在B/S模式下，static修飾的成員存儲在服務器端內存中，與客戶端關閉與否無關。

 

 

6. 使用場景

　　① 對於C/S程序：static修飾的變量可以當作緩存來使用。

　　② 對於B/S程序：可以利用static的特性來設計單例模式，或者面向多線程存儲數據，進行資源的共享<PS: 不考慮性能方面問題和一些極端情況>。

　　③ 作為工具類，全局資源共享。

二. 拆箱和裝箱

1. 補充兩個概念：

　　值類型：int、double、char、bool、decimal、struct、enum

　　引用類型：各種class類、string、數組、接口、委托、object

2. 裝箱：

　　將值類型→引用類型

3. 拆箱：

　　將引用類型→值類型

4. 經典面試題

請問下面代碼涉及到幾次拆箱和裝箱。

分析:

　　① 第一次裝箱發生在 object m2 = m1;

　　② 第一次拆箱發生在 (int)m2 上;

　　所以很多人認為答案是：1次裝箱和1次拆箱，顯然是不對的。

　　　　我們繼續分析，熟悉 Console.WriteLine原理的知道內部調用string.Concat()方法進行拼接，而Contact有很多重載，F12看源碼可知，

　　　　該案例只能使用 public static String Concat(object arg0, object arg1); 這個重載，

　　　　所以第2次裝箱和第3次裝箱發生在 m1→object 和（int）m2→object上。

　　所以最終答案是 1次拆箱和3次裝箱

5.  特別注意：用什么類型進行裝箱的，拆箱就拆成什么類型，否則會拋異常，無法進行類型轉換。

 

 

 PS：如果你對.Net其他知識感興趣，可以參考  DotNet進階系列(持續更新)  ASP.NET MVC深入淺出系列(持續更新) ORM系列之Entity FrameWork詳解（持續更新）    

       那些年我們一起追逐的多線程(Thread、ThreadPool、委托異步調用、Task/TaskFactory、Parallerl、async和await)

 

 

 

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