“fixed”到底是做什么的？

Question

“fixed”到底是做什么的？

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我有一段代码，看起来像这样，在不安全的上下文中：

 ValidatePartialOperation(array, startingOffset, runLength);

 fixed (double* _op = array)
 {
     double* op = _op + startingOffset;
     callSomething(op, runLength);
 }

我在几个不同的地方都有这样的复制粘贴。但是我不喜欢在多个地方使用这种验证和指针算术，所以我想将逻辑组合成一个单行，看起来像：

 double* op = preCall(array, startingOffset, runLength);
 callSomething(op, runLength);
 postCall(array);

甚至更好的是：

 using (double* op = preCall(array, startingOffset, runLength))
 {
     callSomething(op, runLength);
 }

但无论发生什么情况，我都不能承受从“修复”版本中损失性能。

我现在的计划是模仿修复语句正在执行的操作，但我实际上不知道那是什么。可能是一些带有固定操作的try-catch块吧？

- Jay Lemmon

5个回答

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为了未来的读者，我认为我已经完全弄清楚了，虽然有一些有根据的猜测。

基本上看起来 fixed 是调用 C++/CLI pin_ptr 的 C# 方法。这些是必须作为栈上的局部变量声明的特殊变量。它们似乎没有直接与 GC 通信，因此它们非常轻量级。相反，当 GC 运行时，它足够聪明，可以扫描所有活动线程的调用堆栈，并检查是否有任何函数的变量是这些特殊 pinning 指针。如果是这样，无论它们指向什么，都会被标记为固定，不会在垃圾回收期间在内存中移动。

相比之下，GCHandle.Alloc(obj, GCHandleType.Pinned) 实际上与 GC 通信，并将对象放入不移动对象列表中。这意味着每次使用 GCHandle.Alloc 然后是 Free，都会向列表添加和删除元素并执行操作。Pinning 指针是完全被动的机制，不需要执行额外的工作。这也解释了为什么无法更改固定指针的值：它指向的托管对象只有在固定指针指向它时才被保证固定。如果固定指针指向不同的对象，那么现在就会固定它。如果将固定指针设置为 null，即使是短暂的一刻，它也不再固定任何东西，并且您迄今为止所做的所有指针数学都将无效。

这解释了当我尝试切换到 GCHandles 时性能下降的原因。因此，fixed 不仅是最佳工具，而且是唯一的工具，至少在性能很重要时如此。即使语法有时很笨拙。

- Jay Lemmon

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使用fixed可以防止垃圾回收器在内存压缩期间重新定位您的对象。如果不使用它，则您的对象可能随时移动，指针将变为无效。

- alex

你如何在不使用“fixed”的情况下获取指针呢？ - svick

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不，没有这样的事情。就像MSDN所说的那样：Fixed语句可以防止垃圾回收器移动内存，因此您的固定指针可以保持有效，直到它需要为止。如果您正在使用某些非托管资源，则这一点非常重要。据我目前的了解，您无法用任何using、try/catch/finally或其他任何东西来替代它。

- Jarek

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fixed 将变量固定，防止垃圾回收器在 fixed 块的持续时间内移动对象。

根据文档：

C# 编译器只允许在 fixed 语句中将指针分配给托管变量。

因此，在您的代码中似乎无法避免使用 fixed 语句。

- nneonneo

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可以查看英文原文，
原文链接

- Eric Lippert · Accepted Answer

当然，您可以这样做。不过我不知道它是否能满足您的性能需求，您应该进行测量并找出答案。

要在不使用 "fixed" 语句的情况下固定一个数组并获取指针，您可以使用 "GCHandle" 对象。调用 "GCHandle.Alloc" 并传入数组以及 "pinned" 句柄类型，您将得到一个 "IntPtr"，可以安全地将其转换为指针。直到在 "GCHandle" 上调用 "Free" 之前，数组将保持固定，因此确保不要丢失对 "GCHandle" 的跟踪。只要该句柄存在，垃圾收集器的表现就会受到影响。

但是，我的建议是使用 "fixed" 语句。那就是它的目的所在。