编译器会优化字符串字面量吗？

Question

C#编译器或.NET CLR是否对字符串文字/常量进行了任何智能的内存优化？我记得听说过“字符串内部化”的概念，即在程序中的任意两个代码部分中，文字“this is a string”实际上将引用相同的对象（假定是安全的，因为字符串是不可变的）。然而，在谷歌上找不到有用的参考资料...

我是否听错了？别担心-我在我的代码中没有利用这些信息做什么可怕的事情，只是想更好地了解它的工作原理。

- Neil Barnwell

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相关 https://dev59.com/MXRC5IYBdhLWcg3wOOT1 - Brian Rasmussen

Answer 1

编辑：虽然我强烈怀疑下面的说法适用于所有的C#编译器实现，但我不确定它在规范中是否有保证。规范第2.4.4.5节谈到字面值(literals)引用相同的字符串实例，但没有提到其他常量字符串表达式。我怀疑这是规范中的疏漏 - 我将给Mads和Eric发送电子邮件。

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它不仅限于字符串字面量，还包括任何字符串常量。例如，考虑：

public const string X = "X";
public const string Y = "Y";
public const string XY = "XY";

void Foo()
{
    string z = X + Y;
}

编译器意识到这里的连接操作（对于 z）是两个常量字符串之间的，因此结果也是一个常量字符串。因此，z 的初始值将与 XY 的值相同引用，因为它们都是编译时常量，并且具有相同的值。

编辑：Mads 和 Eric 的回复表明，在 Microsoft C# 编译器中，字符串常量和字符串字面量通常被视为相同的方式处理-但其他实现可能不同。

- Jon Skeet

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两个不同程序集中的相同字符串常量指向同一个对象吗？/ JIT 是否会对字符串字面量进行内部化处理？ - CodesInChaos

@CodeInChaos: 我认为这取决于 CompilationRelaxationsAttribute(CompilationRelaxations.NoStringInterning) 属性。不过我也不能确定。 - Jon Skeet

嗨@JonSkeet，请问同样内容的interned字符串是否总是具有相同的引用？这是否意味着比较这些字符串的引用将返回true？ - Johnny_D

@Johnny_D：是的，而且是肯定的 - 至少在同一程序集中保证。在不同程序集之间就会变得更加棘手，如果我没记错的话。 - Jon Skeet

Answer 2

这篇文章很好地解释了字符串驻留。引用：

.NET 拥有一个“驻留池”的概念。它基本上只是一组字符串，但它确保每次引用相同的字符串字面量时，您都会得到对同一字符串的引用。这可能因语言而异，但在 C# 和 VB.NET 中肯定是正确的，如果有语言不适用此规则，我将非常惊讶，因为IL使其非常容易实现（可能比不驻留字面量更容易）。除了字面量被自动驻留之外，您还可以使用Intern方法手动驻留字符串，并使用IsInterned方法检查池中是否已存在具有相同字符序列的驻留字符串。这有些令人费解地返回一个字符串而不是布尔值-如果池中存在等于的字符串，则返回对该字符串的引用。否则，返回null。同样，Intern方法返回对驻留字符串的引用-如果传递的字符串已经在池中，则返回该字符串，否则返回新创建的驻留字符串或已经在池中的等效字符串。

- Darin Dimitrov

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附注：由于应用程序域的生存期内不会释放 interned 字符串，不正确使用 intering 可能会导致内存泄漏。 - CodesInChaos

Answer 3

是的，它可以优化字符串字面量。一个简单的示例，您可以看到：

string s1="A";
string s2="A";
object.ReferenceEquals(s1,s2);  //true

- CodesInChaos