談到裝箱拆箱，DebugLZQ相信給位園子里的博友一定可以娓娓道來(lái)，大概的意思就是值類型和引用類型的相互轉(zhuǎn)換唄---值類型到引用類型叫裝箱，反之則叫拆箱。這當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題，可是你只知道這么多，那么DebugLZQ建議你花點(diǎn)時(shí)間看看樓主這篇文章，繼續(xù)前幾篇博文的風(fēng)格--淺談雜侃。

1. .NET中的類型

為了說(shuō)明裝箱和拆箱，那首先必須先說(shuō)類型。在.NET中，我們知道System.Object類型是所有內(nèi)建類型的基類。注意這里說(shuō)的是內(nèi)建類型，程序員可以編寫不繼承子自System.Object的類型，這里不做過(guò)多的介紹（感興趣的博友可以研究一下）。

所有.NET的類型都可以分為兩類（有點(diǎn)不嚴(yán)謹(jǐn)，但是大家都這么講）：值類型和引用類型。那么值類型和引用類型如何區(qū)分，標(biāo)準(zhǔn)是什么？簡(jiǎn)單也明確的一個(gè)區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是：所有的值類型都繼承自System.ValueType(System.ValueType繼承自System.Object)，也就是說(shuō)，所有繼承自System.ValueType的類型都是值類型，而其他類型都是引用類型。（題外話：以前在讀一位博友王濤的《你必須知道的.NET》中，他說(shuō)，值類型和引用類型本質(zhì)的區(qū)別是：值類型和引用類型在內(nèi)存中分配的位置不同，前者分配在堆棧上，后者分配在堆上。個(gè)人覺(jué)得這個(gè)不是一個(gè)簡(jiǎn)單明確的區(qū)分方法。遠(yuǎn)沒(méi)有DebugLZQ說(shuō)的這么露骨?。?/p>

說(shuō)到這里，你應(yīng)該要有這樣的想法：嚴(yán)格來(lái)說(shuō)的話，System.Object作為所有內(nèi)建類型的基類，本身并沒(méi)有值類型和引用類型之分。但是System.Object的對(duì)象，具有引用類型的特點(diǎn)。這也是值類型在有些場(chǎng)合需要裝箱拆箱的原因。

下面還是簡(jiǎn)單說(shuō)下值類型和引用類型的不一樣的地方吧，分3塊，個(gè)人覺(jué)得理解這3塊就可以了：

變量賦值

值類型的變量將直接獲得一個(gè)真實(shí)的數(shù)據(jù)副本，而對(duì)引用類型的賦值僅僅是吧對(duì)象的引用賦給變量，這樣就可能導(dǎo)致多個(gè)變量引用到一個(gè)實(shí)際對(duì)象實(shí)例上（這里需要各位博友去理解.NET對(duì)String的一些優(yōu)化機(jī)制，本質(zhì)和這個(gè)不相悖）。

內(nèi)存分配

引用類型的對(duì)象將在堆上分配內(nèi)存，而值類型的對(duì)象則會(huì)在堆棧上分配內(nèi)存。（內(nèi)存如何分配：堆棧上存的是什么?值類型變量和引用類型變量的引用。堆上存的是什么？引用類型的對(duì)象（包括了類型對(duì)象指針和同步塊索引，注意只是個(gè)索引，這是.NET為線程同步提出的一種折中的辦法。））。大對(duì)象堆（也是堆，一種特別的堆）什么的這里不做介紹。但必須說(shuō)明的是：堆棧的空間有限，但運(yùn)行效率卻比堆要高得多?。?！

由于所有的值類型都繼承自System.ValueType，而System.ValueType繼承自System.Object，并重新實(shí)現(xiàn)了基類System.Object的一個(gè)虛方法Equals，而引用類型并沒(méi)有重寫。

2.裝箱拆箱原理

前面簡(jiǎn)單介紹了.NET中的類型，下面引入裝箱和拆箱。通過(guò)1我們知道值類型的對(duì)象是在堆棧上分配內(nèi)存的，而引用類型（包括System.Object）對(duì)象是在堆上分配內(nèi)存的，那么當(dāng)值類型被類型轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)在堆棧和堆上進(jìn)行一系列的操作，這就是裝箱拆箱的來(lái)源。

充分理解裝箱拆箱的原理，有助于我們程序員寫出高效的代碼。

梳理下：前面DebugLZQ說(shuō)到，所有值類型都繼承自System.ValueType，而Sytem.ValueType繼承自System.Object;所有值類型對(duì)象都分配在堆棧上，而所有引用類型，當(dāng)然包括System.Object，對(duì)象都分配在堆上。那么，問(wèn)題來(lái)了：既然System.Object 是所有值類型的基類，那么所有值類型必然可以隱式轉(zhuǎn)換成System.Object（面向?qū)ο笾械念愋吞鎿Q原則，基類能夠替換子類），那么這個(gè)對(duì)象將被分配在哪里，堆上還是堆棧上？事實(shí)上，當(dāng)這個(gè)轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)，CLR需要做額外的工作把堆棧上的值類型移動(dòng)到堆上，這個(gè)操作就是被我們稱作的“裝箱”。

裝箱(box)的詳細(xì)步驟：

在堆上分配一個(gè)內(nèi)存空間，大小等于需要裝箱的值類型對(duì)象的大小加上兩個(gè)引用類型對(duì)象都擁有的成員：類型對(duì)象指針和同步塊引用。

把堆棧上的值類型對(duì)象復(fù)制到堆上新分配的對(duì)象。

返回一個(gè)指向堆上新對(duì)象的引用，并且存儲(chǔ)到堆棧上被裝箱的那個(gè)值類型的對(duì)象里。

這個(gè)步驟不需要程序員自己編寫，在任何出現(xiàn)裝箱的地方，編譯器會(huì)自動(dòng)加上執(zhí)行以上功能的IL代碼。

所謂的拆箱就是裝箱對(duì)應(yīng)著的概念，但拆箱的過(guò)程和裝箱并不是倒過(guò)來(lái)就是：

拆箱(unbox.any)的詳細(xì)步驟

如果為待拆箱對(duì)象為null，拋出NullReferenceException異常。

如果引用指向的不是一個(gè)期望對(duì)象的已裝箱對(duì)象，拋出InvalidCastException異常。

獲取已裝箱對(duì)象中各個(gè)字段的地址，這個(gè)過(guò)程就是“拆箱”

需要說(shuō)明的是一般拆箱以后會(huì)伴隨著對(duì)象的拷貝，但拷貝操作已經(jīng)不是拆箱的范疇。

裝箱拆箱新能比較

了解了裝箱和拆箱的操作，我們可以清楚的明白：裝箱操作會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)在堆和棧上進(jìn)行拷貝，頻繁的裝箱操作會(huì)性能損失。而相比而言拆箱過(guò)程對(duì)性能損耗還是比較小的。

3 小結(jié)

裝箱和拆箱意味著堆和堆?？臻g的一系列操作，毫無(wú)疑問(wèn)，這些操作的性能代價(jià)是很大的，尤其是對(duì)于堆上空間的操作，速度相對(duì)于堆棧慢得多，并且可能引發(fā)垃圾回收，這些都將大規(guī)模的影響系統(tǒng)系能。

裝箱和拆箱操作經(jīng)常發(fā)生在以下連個(gè)場(chǎng)合：

值類型的格式化輸出

System.Object類型的容器

第一種情況，類型的格式化輸出往往伴隨一次裝箱操作，譬如：

using System;

namespace MaxValueTest
{
    /// <summary>
    /// DebugLZQ
    /// http://www.cnblogs.com/DebugLZQ
    /// </summary>
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i = Int32.MaxValue;
            Console.WriteLine("Int32的大值是"+i);//引發(fā)了一次不必要的裝箱操作
            Console.WriteLine("Int32的大值是" + i.ToString());//ok
           
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

第二種情況更為常見(jiàn)一些，例如常用的容器ArrayList，就是一個(gè)典型的System.Object容器，任何值類型被放入到ArrayList的對(duì)象中，都會(huì)發(fā)生一次裝箱操作，而對(duì)應(yīng)的取出值類型對(duì)象會(huì)引發(fā)一次拆箱操作。

在.NET 2.0以后，引入了“泛型”的概念后，這些問(wèn)題得到了有效的解決。泛型允許定義針對(duì)某個(gè)特定類型（包括值類型）的容器，并且避免裝箱和拆箱。