内存中.NET值类型的布局

Question

我有以下.NET值类型:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Date
{
    public UInt16 V;
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct StringPair
{
    public String A;
    public String B;
    public String C;
    public Date D;
    public double V;
}

我有代码将指向值类型的指针传递给非托管代码,以及通过调用System.Runtime.InteropServices.Marshal.OffsetOf发现的偏移量.非托管代码填充Date和double值.

为StringPair结构报告的偏移量正是我所期望的:0,8,16,24,32

我在测试函数中有以下代码:

FieldInfo[] fields = typeof(StringPair).GetFields(BindingFlags.Instance|BindingFlags.Public);

for ( int i = 0; i < fields.Length; i++ )
{
    int offset = System.Runtime.InteropServices.Marshal.OffsetOf(typeof(StringPair), fields[i].Name).ToInt32();

    Console.WriteLine(String.Format(" >> field {0} @ offset {1}", fields[i].Name, offset));
}

这打印出这些偏移.

 >> field A @ offset 0
 >> field B @ offset 8
 >> field C @ offset 16
 >> field D @ offset 24
 >> field V @ offset 32

然后我有一些测试代码:foreach(成对的StringPair对){Date d = pair.D; double v = pair.V; ...

在调试器中有以下汇编程序与之关联:

               Date d = pair.D;
0000035d  lea         rax,[rbp+20h] 
00000361  add         rax,20h 
00000367  mov         ax,word ptr [rax] 
0000036a  mov         word ptr [rbp+000000A8h],ax 
00000371  movzx       eax,word ptr [rbp+000000A8h] 
00000378  mov         word ptr [rbp+48h],ax 

                double v = pair.V;
0000037c  movsd       xmm0,mmword ptr [rbp+38h] 
00000381  movsd       mmword ptr [rbp+50h],xmm0 

它在偏移量32(0x20)处加载D字段,在偏移量24(0x38-0x20)处加载V字段.JIT改变了订单.Visual Studio调试器也显示此反转顺序.

为什么!？我一直在拉我的头发,试着看看我的逻辑出错了.如果我在结构中交换D和V的顺序,那么一切正常,但是这段代码需要能够处理插件架构,其他开发人员已经定义了结构,并且不能期望他们记住神秘的布局规则.

Answer 1

如果你需要明确的布局...... 使用显式布局......

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct StringPair
{
    [FieldOffset(0)] public String A;
    [FieldOffset(8)] public String B;
    [FieldOffset(16)] public String C;
    [FieldOffset(24)] public Date D;
    [FieldOffset(32)] public double V;
}

Answer 2

您从Marshal类获得的信息仅在类型实际被封送时才相关.托管结构的内部存储器布局不能通过任何记录的方式发现,除了可能在汇编代码上偷看.

这意味着CLR可以自由地重新组织结构布局并优化包装.由于双精度的对齐要求,交换D和V字段会使结构变小.它可以在64位计算机上节省6个字节.

不知道为什么这对你来说是一个问题,它不应该是.考虑使用Marshal.StructureToPtr()来按照您希望的方式布局结构.