C# 列表大小与双[]大小

Question

所以我只是在测试 来自微软的 CLR Profiler，我做了一个小程序，创建了一个包含 1,000,000 个双精度数的列表。我检查了堆，发现 List<>大小约为 124KB（我记不太清了，但大约是这个值）。这真的震撼了我的世界，如果它有 100 万个双精度数，它怎么可能是 124KB？无论如何，之后我决定检查 double[1000000]。令我惊讶的是（其实也不是，因为这是我对 List<> =P 的预期），数组大小为 7.6MB。巨大的差异！

他们怎么不一样？列表如何<>管理其项目，使其内存效率如此（令人难以置信）？我的意思是，这不像其他 7.5 mb 在其他地方，因为在我创建 100 万个双打之后，应用程序的大小大约增加了 3 或 4 KB。

Answer 1

List 使用数组来存储值/引用，因此我怀疑除了 List 添加的少量开销之外，大小上还会有任何差异。

下面的代码

var size = 1000000;
var numbers = new List<double>(size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
   numbers.Add(0d);
}

鉴于相关对象的堆

0:000> !dumpheap -type Generic.List  
 Address       MT     Size
01eb29a4 662ed948       24     
total 1 objects
Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
662ed948        1           24 System.Collections.Generic.List`1[[System.Double,  mscorlib]]
Total 1 objects

0:000> !objsize 01eb29a4    <=== Get the size of List<Double>
sizeof(01eb29a4) =      8000036 (    0x7a1224) bytes     (System.Collections.Generic.List`1[[System.Double, mscorlib]])

0:000> !do 01eb29a4 
Name: System.Collections.Generic.List`1[[System.Double, mscorlib]]
MethodTable: 662ed948
EEClass: 65ad84f8
Size: 24(0x18) bytes
 (C:\Windows\assembly\GAC_32\mscorlib\2.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll)
Fields:
      MT    Field   Offset                 Type VT     Attr    Value Name
65cd1d28  40009d8        4      System.Double[]  0 instance 02eb3250 _items    <=== The array holding the data
65ccaaf0  40009d9        c         System.Int32  1 instance  1000000 _size
65ccaaf0  40009da       10         System.Int32  1 instance  1000000 _version
65cc84c0  40009db        8        System.Object  0 instance 00000000 _syncRoot
65cd1d28  40009dc        0      System.Double[]  0   shared   static _emptyArray
    >> Domain:Value dynamic statics NYI
 00505438:NotInit  <<

0:000> !objsize 02eb3250 <=== Get the size of the array holding the data
sizeof(02eb3250) =      8000012 (    0x7a120c) bytes (System.Double[])

看起来像这样，所以 List 是 8,000,036 字节，底层数组是 8,000,012 字节。这非常适合引用类型 (Array) 的通常 12 字节开销和双精度数的 1,000,000 乘以 8 字节。在 List 之上，为上面显示的字段添加了另外 24 字节的开销。

结论：对于相同数量的元素，我没有看到任何证据表明 List 占用的空间比 double[] 少。

Answer 2

请注意，列表是动态增长的，通常每次达到内部缓冲区大小时都会将大小加倍。因此，新列表最初将具有类似 4 元素数组的内容，在添加前 4 个元素后，第 5 个元素将导致内部重新分配，将缓冲区加倍到 (4 * 2)。