一：背景
1. 講故事
下決心做好自媒體到現在有一個月了，關注我的兄弟應該知道我產出了不少文章，號里的粉絲也多起來了，我也盡最大努力做到有問必回，現在是基礎的、高深的問題都接踵而來，可我也只是一只小菜鳥，想飛也飛不動了(┬＿┬)，昨天號里有位朋友被面試官問到可空型別的原理，回答的不好，面試官也是，面就面唄，又給不了多少銀子，還動不動就原理，哪有那么多原理，搞得雙方都尷尬??????，
二：給我鋤頭我要挖到底
這種問題要怎么挖呢？ 我在之前的文章也聊過，C#代碼到機器碼中間有兩個編譯程序，一個是csc編譯后的IL代碼，一個是jit編譯后的native代碼，所以搞懂IL代碼和native代碼就是我們要深究的方向，我還是把那篇文章的圖拿過來，
為了方便演示，我就定義一個int? 型別，接收非null和null兩種情況，
static void Main(string[] args)
{
int? num1 = 10;
int? num2 = null;
Console.WriteLine("執行結束啦！");
Console.ReadLine();
}
1. 挖IL代碼
挖IL代碼簡單，用ILSPY小工具就可以了，編譯后生成的IL代碼如下：
.method private hidebysig static
void Main (
string[] args
) cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2048
// Code size 36 (0x24)
.maxstack 2
.entrypoint
.locals init (
[0] valuetype [mscorlib]System.Nullable`1<int32> num1,
[1] valuetype [mscorlib]System.Nullable`1<int32> num2
)
IL_0000: nop
IL_0001: ldloca.s 0
IL_0003: ldc.i4.s 10
IL_0005: call instance void valuetype [mscorlib]System.Nullable`1<int32>::.ctor(!0)
IL_000a: ldloca.s 1
IL_000c: initobj valuetype [mscorlib]System.Nullable`1<int32>
IL_0012: ldstr "執行結束啦！"
IL_0017: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
IL_001c: nop
IL_001d: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
IL_0022: pop
IL_0023: ret
} // end of method Program::Main
這IL代碼還是非常易懂的，比匯編簡單多啦(┬＿┬)，可以看到int ? 就是 System.Nullable<int32> ，然后從valuetype 標記可以看到這玩意是個值型別，所以把上面的代碼回轉成C#代碼就是下面這樣，
{
static void Main(string[] args)
{
//int? num1 = 10;
//int? num2 = null;
Nullable<int> num3 = new Nullable<int>(10);
Nullable<int> num4 = new Nullable<int>();
Console.WriteLine("執行結束啦！");
Console.ReadLine();
}
很簡單吧，那怎么輸出num3和num4呢？ 直接Console.WriteLine就好了，
這里你肯定有一個疑問，為什么num3輸出10，而num4什么都沒輸出呢？ 哈哈，這是因為Nullable的ToString()被重寫了，再來看下ToString被重寫成啥樣了，代碼如下：
public struct Nullable<T> where T : struct
{
private bool hasValue;
internal T value;
[NonVersionable]
[__DynamicallyInvokable]
public Nullable(T value)
{
this.value = https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/value;
hasValue = true;
}
[__DynamicallyInvokable]
public override string ToString()
{
if (!hasValue)
{
return "";
}
return value.ToString();
}
}
可以看到ToString方法里要么回傳空字串要么回傳你在建構式中塞入的value，這這么簡單，IL代碼挖到這里就可以了，
2. 挖機器代碼
要看num1和num2的機器代碼，其實也就是看 Nullable<T> 的記憶體布局方式，這里我使用windbg，還是使用 !clrstack -l 查看執行緒堆疊，
int? num1 = 10;
int? num2 =null;
0:007> ~0s
ntdll!ZwReadFile+0x14:
00007ffc`ec11aa64 c3 ret
0:000> !clrstack -l
OS Thread Id: 0x5364 (0)
Child SP IP Call Site
ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 21]
LOCALS:
0x00000018a9dfeaf8 = 0x0000000a00000001
0x00000018a9dfeaf0 = 0x0000000000000000
00000018a9dfed08 00007ffcd5b66c93 [GCFrame: 00000018a9dfed08]
從LOCALS中可以看到，num1和num2的執行緒堆疊上存放的內容分別是0x0000000a00000001和 0x0000000000000000, 不過這值也挺奇怪的，一個是1一個是0，，，我們用 dd 命令把地址轉儲出來，
0:000> dd 0x00000018a9dfeaf8
00000018`a9dfeaf8 00000001 0000000a a9dfec08 00000018
0:000> dd 0x00000018a9dfeaf0
00000018`a9dfeaf0 00000000 00000000 00000001 0000000a
在num1的記憶體區域中有一個十六進制值 0000000a ，這就是十進制的10，那前面的 00000001 是什么東西呢？ 大家不要忘啦, int?是語法糖, 你現在看的是 Nullable<T> 哈，，，
看清楚啦，這個結構體里面有兩個值型別欄位，自然 00000001 就是 hasValue=https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/true啦， num2也就好理解了,兩個默認值也就是兩個0了，00000000 00000000，
三：有意外發現
1. int? 比 int 要占用更多的記憶體
如果你的記憶體資料量特別大的話，你就要當心了，int? 比 int 在x64上要多占4個位元組，也就是多一倍，無論執行緒堆疊還是托管堆，
2. 為什么bool要占用 4位元組空間？
<1> 執行緒堆疊上的演示
肯定有人比較疑惑，bool在C#中不就是一個位元組嘛？ 你怎么說是4個字節呢？ 你要是問我，我只能說從windbg上看就是這樣的，x64系統的執行緒堆疊上就是以4個位元組為一個單位，你不信的話，我就在代碼中定義不同欄位的 值型別，你看看在執行緒堆疊上的分布不就好啦，以事實說話，
byte b1 = byte.MaxValue;
byte b2 = byte.MaxValue;
short b3 = short.MaxValue;
short b4 = short.MaxValue;
int b5 = int.MaxValue;
int b6 = int.MaxValue;
0:000> !clrstack -l
OS Thread Id: 0xa98 (0)
ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 25]
LOCALS:
0x000000a8395fedbc = 0x00000000000000ff
0x000000a8395fedb8 = 0x00000000000000ff
0x000000a8395fedb4 = 0x0000000000007fff
0x000000a8395fedb0 = 0x0000000000007fff
0x000000a8395fedac = 0x000000007fffffff
0x000000a8395feda8 = 0x000000007fffffff
然后把最小的地址0x000000a8395feda8 轉儲出來，
0:000> dd 0x000000a8395feda8
000000a8`395feda8 7fffffff 7fffffff 00007fff 00007fff
000000a8`395fedb8 000000ff 000000ff 395feec8 000000a8
000000a8`395fedc8 395fefc8 000000a8 395fee00 000000a8
000000a8`395fedd8 d5b66c93 00007ffc 98e72d30 000001ee
000000a8`395fede8 76504140 00007ffc 00000000 00000000
000000a8`395fedf8 00000000 00007ffc 395feef0 000000a8
000000a8`395fee08 971d0b20 000001ee 00000000 00000000
000000a8`395fee18 d5b66b79 00007ffc 00000000 00000000
對比一下可以看到上面的 7fffffff, 00007fff,000000ff就是相應的int,short,byte的MaxValue, 都是占用4個位元組的空間，沒問題吧，
<2> 托管堆演示
var arr1 = new int[] { 10 };
var arr2 = new int?[] { 14 };
0:000> !clrstack -l
OS Thread Id: 0x23f8 (0)
000000859a1fec60 00007ffc76630967 ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 32]
LOCALS:
0x000000859a1feca0 = 0x000002773cb32d70
0x000000859a1fec98 = 0x000002773cb32d90
000000859a1feeb8 00007ffcd5b66c93 [GCFrame: 000000859a1feeb8]
0:000> !do 0x000002773cb32d70
Name: System.Int32[]
MethodTable: 00007ffcd2d58538
EEClass: 00007ffcd2ec5918
Size: 28(0x1c) bytes
Array: Rank 1, Number of elements 1, Type Int32 (Print Array)
Fields:
None
0:000> !do 0x000002773cb32d90
Name: System.Nullable`1[[System.Int32, mscorlib]][]
MethodTable: 00007ffcd3fb2058
EEClass: 00007ffcd30221a0
Size: 32(0x20) bytes
Array: Rank 1, Number of elements 1, Type VALUETYPE (Print Array)
Fields:
None
0:000> !objsize 0x000002773cb32d70
sizeof(000002773cb32d70) = 32 (0x20) bytes (System.Int32[])
0:000> !objsize 0x000002773cb32d90
sizeof(000002773cb32d90) = 32 (0x20) bytes (System.Nullable`1[[System.Int32, mscorlib]][])
可以看到，一個是28byte，一個是32byte，多出來的就是那個hasValue哈，有一點要注意了，用!objsize打出來都是32byte，這是因為28byte要靠8對齊就變成32byte啦， 然后我把兩個值型別轉儲出來，如下圖：
四： 總結
挖到這里，不知道可挖到了面試官的盲區啦??，總之int?就是 Nullable<T>， 而且可空比非可空多4個位元組的空間，最后大家要看自己情況使用啦，
如您有更多問題與我互動，掃描下方進來吧~
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