一個(gè)月以前我寫了一篇討論字符串的駐留（string interning）的文章，我今天將會(huì)以字符串的駐留為基礎(chǔ)，進(jìn)一步來(lái)討論.NET中的string。string interning的基本前提是string的恒定性（immutability），即string一旦被創(chuàng)建將不會(huì)改變。我們就先來(lái)談?wù)剆tring的恒定性。

　　一、string是恒定的（immutable）

　　和其他類型比較，string最為顯著的一個(gè)特點(diǎn)就是它具有恒定不變性：我們一旦創(chuàng)建了一個(gè)string，在managed heap 上為他分配了一塊連續(xù)的內(nèi)存空間，我們將不能以任何方式對(duì)這個(gè)string進(jìn)行修改使之變長(zhǎng)、變短、改變格式。所有對(duì)這個(gè)string進(jìn)行各項(xiàng)操作（比如調(diào)用ToUpper獲得大寫格式的string）而返回的string，實(shí)際上另一個(gè)重新創(chuàng)建的string，其本身并不會(huì)產(chǎn)生任何變化。

　　String的恒定性具有很多的好處，它首先保證了對(duì)于一個(gè)既定string的任意操作不會(huì)造成對(duì)其的改變，同時(shí)還意味著我們不用考慮操作string時(shí)候出現(xiàn)的線程同步的問(wèn)題。在string恒定的這些好處之中，我覺(jué)得最大的好處是：它成就了字符串的駐留。

　　CLR通過(guò)一個(gè)內(nèi)部的interning table保證了CLR只維護(hù)具有不同字符序列的string，任何具有相同字符序列的string所引用的均為同一個(gè)string對(duì)象，同一段為該string配分的內(nèi)存快。字符串的駐留極大地較低了程序執(zhí)行對(duì)內(nèi)存的占用。

　　對(duì)于string的恒定性和字符串的駐留，還有一點(diǎn)需要特別指出的是：string的恒定性不單單是針對(duì)某一個(gè)單獨(dú)的AppDomain，而是針對(duì)一個(gè)進(jìn)程的。

　　二、String可以跨AppDomain共享的（cross-appDomain）

　　我們知道，在一個(gè)托管的環(huán)境下，Appdomain是托管程序運(yùn)行的一個(gè)基本單元。AppDomain為托管程序提供了良好的隔離機(jī)制，保證在同一個(gè)進(jìn)程中的不同的Appdomain不可以共享相同的內(nèi)存空間。在一個(gè)Appdomain創(chuàng)建的對(duì)象不能被另一個(gè)Appdomain直接使用，對(duì)象在AppDomain之間傳遞需要有一個(gè)Marshaling的過(guò)程：對(duì)象需要通過(guò)by reference或者by value的方式從一個(gè)Appdomain傳遞到另一個(gè)Appdomain。具體內(nèi)容可以參照我的另一篇文章：用Coding證明Appdomain的隔離性。

　　但是這里有一個(gè)特例，那就是string。Appdomain的隔離機(jī)制是為了防止一個(gè)Application的對(duì)內(nèi)存空間的操作對(duì)另一個(gè)Application 內(nèi)存空間的破壞。通過(guò)前面的介紹，我們已經(jīng)知道了string是恒定不變的、是只讀的。所以它根本不需要Appdomain的隔離機(jī)制。所以讓一個(gè)恒定的、只讀的string被同處于一個(gè)進(jìn)程的各個(gè)Application共享是沒(méi)有任何問(wèn)題的。

String的這種跨AppDomain的恒定性成就了基于進(jìn)程的字符串駐留：一個(gè)進(jìn)程中各個(gè)Application使用的具有相同字符序列的string都是對(duì)同一段內(nèi)存的引用。我們將在下面通過(guò)一個(gè)Sample來(lái)證明這一點(diǎn)。

　　三、證明string垮AppDomain的恒定性

　　在寫這篇文章的時(shí)候，我對(duì)如何證明string跨AppDomain的interning，想了好幾天，直到我偶然地想到了為實(shí)現(xiàn)線程同步的lock機(jī)制。

　　我們知道在一個(gè)多線程的環(huán)境下，為了避免并發(fā)操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)的不一致性，我們需要對(duì)一個(gè)對(duì)象加鎖來(lái)阻止該對(duì)象被另一個(gè)線程 操作。相反地，為了證明兩個(gè)對(duì)象是否引用的同一個(gè)對(duì)象，我們只需要在兩個(gè)線程中分別對(duì)他們加鎖，如果程序執(zhí)行的效果和對(duì)同一個(gè)對(duì)象加鎖的情況完全一樣的話，那么就可以證明這兩個(gè)被加鎖的對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象。基于這樣的原理我們來(lái)看看我們的Sample：

 System;

 System.Collections.Generic;

 System.Text;

 System.Threading;

 Artech.ImmutableString

{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            AppDomain appDomain1 = AppDomain.CreateDomain("Artech.AppDomain1");
            AppDomain appDomain2 = AppDomain.CreateDomain("Artech.AppDomain2");

            MarshalByRefType marshalByRefObj1 = appDomain1.CreateInstanceAndUnwrap(
"Artech.ImmutableString", "Artech.ImmutableString.MarshalByRefType") as MarshalByRefType;
            MarshalByRefType marshalByRefObj2 = appDomain2.CreateInstanceAndUnwrap(
"Artech.ImmutableString", "Artech.ImmutableString.MarshalByRefType") as MarshalByRefType;

            marshalByRefObj1.StringLockHelper = "Hello World";
            marshalByRefObj2.StringLockHelper = "Hello World";

            Thread thread1 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Execute));
            Thread thread2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Execute));

            thread1.Start(marshalByRefObj1);
            thread2.Start(marshalByRefObj2);

            Console.Read();            
        }

        static void Execute(object obj)
        { 
            MarshalByRefType marshalByRefObj = obj as MarshalByRefType;
            marshalByRefObj.ExecuteWithStringLocked();
        }
    }

    class MarshalByRefType : MarshalByRefObject
    {
        Private Fields#region Private Fields
        private string _stringLockHelper;
        private object _objectLockHelper;
        #endregion

        Public Properties#region Public Properties
        public string StringLockHelper
        {
            get { return _stringLockHelper; }
            set { _stringLockHelper = value; }
        }

        public object ObjectLockHelper
        {
            get { return _objectLockHelper; }
            set { _objectLockHelper = value; }
        }
        #endregion

        Public Methods#region Public Methods
        public void ExecuteWithStringLocked()
        {
            lock (this._stringLockHelper)
            {
                Console.WriteLine("The operation with a string locked is executed/n/tAppDomain:/t{0}/n/tTime:/t/t{1}",
                   AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName, DateTime.Now);
                Thread.Sleep(10000);
            }
        }

        public void ExecuteWithObjectLocked()
        {
            lock (this._objectLockHelper)
            {
                Console.WriteLine("The operation with a object locked is executed/n/tAppDomain:/t{0}/n/tTime:/t/t{1}",
                   AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName, DateTime.Now);
                Thread.Sleep(10000);
            }
        }
        #endregion
    }
}

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