C#原始类型别名的结构开销是多少？

Question

我注意到C#中的原始类型实际上只是在System命名空间中定义的结构体的别名，例如ulong是System.UInt64的别名，它是struct类型。由此产生的C#原始类型是否存在任何额外的空间和时间开销？比如说ulong真的只占用8个字节的内存吗？

从本质上讲，这应该测试内存开销：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        long beforeAlloc = GC.GetTotalMemory(false);
        ulong[] myArray = new ulong[System.Int32.MaxValue];
        myArray[0] = 1;
        long afterAlloc = GC.GetTotalMemory(false);

        Console.WriteLine(((afterAlloc - beforeAlloc) / System.Int32.MaxValue).ToString());
     }
}

但是文档明确指出，GC.GetTotalMemory()方法仅检索当前被认为已分配的字节数，所以没有更复杂的内存分析器，是否有简单的方法来查找呢？

- elleciel

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不，没有额外的开销。 - Lee

你认为为什么会有额外开销？ - jamesSampica

Answer 1

结构体本身没有开销。然而，运行时可以通过填充任何复合类型来进行对齐优化。

有关运行时如何处理数组的详细信息，请参见此问题。

- Brian Rasmussen

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谢谢！我有两个后续问题，（1）除了GC.GetTotalMemory()之外，是否有更快但更可靠的方法来测试这个假设？（2-与主要问题无关）由于运行时填充复合类型，是否重新排列结构成员从大到小的大小类似于C标准有优势？ - elleciel

这取决于你想要什么。请记住，CLR代表您的应用程序作为内存管理器，因此它将在操作系统级别上分配和释放内存。这里真正的问题可能是你想知道为什么？ - Brian Rasmussen

只是出于好奇。我在C语言中尝试了不同地址空间上分配的结构体的位置，并决定看看其他编程语言，结果发现了C#中的这个奇怪规范。我猜这是一个很好的技巧，通过重新排列结构体成员来判断是否可以将结构体压缩到1或2个缓存行中。 :) - elleciel

@BrianRasmussen，一个只包含单个 int 的结构体是否比单独的 int 有更多开销？即 Struct MyInt { int a; } vs int a; - lozzajp

Answer 2

原始类型由编译器进行别名处理。无论您使用还是，生成的代码没有区别。在您的示例中，和都是结构体；它们都继承自System.ValueType。这是因为它们实际上是相同的类型。

然而，如果您使用关键字，编译器会稍微快一点。例如，当您使用时，编译器会从所有其他作用域中解析类型名称，注意命名空间和指令，以确定该类型不是其他某个其他人编写的类型。别名不会发生这种情况。

如果您能找到一个实际上可以测量到这种差异的示例，我会非常惊讶！

- phoog