机制

委托

委托类似于函数指针：

//定义委托类型 / 定义函数指针类型
delegate void MyDelegateType(int a);

//根据类型创建实例对象
MyDelegateType my_delegate_instance=new ();
//注册指向函数
my_delegate_instance+=Func1;
my_delegate_instance+=Func2;
my_delegate_instance+=Func3;
//删除函数
my_delegate_instance-=Func3;
//唤醒函数
my_delegate_instance.Invoke(int_variable);
my_delegate_instance(int_variable);

在我们定义委托类型时，本质上编译器会生成一个继承自标准库的类，如下所示。这个类实际上会形成一个委托的闭包，其会包含调用所需的所有信息，如调用实例、待调用方法的位置。

class MyDelegateType :System.MulticastDelegate
{
    
    //一些继承的重要字段
    internal Object _target;//当委托注册了实例方法时，这个字段会填充实例对象，以便调用实例方法。
    internal IntPtr _methodPtr;//指针，单播时使用，指向那个注册的方法。
    private Object   _invocationList;//方法链，多播时使用，指向多个单播委托实例。

    //唤醒操作
    public virtual void Invoke(int a);
    //...其余字段和方法
}

对于单播委托，其会在_methodPtr中直接存储方法地址。然而正如上文所示，一个委托可以注册多个方法。实际上在注册多个方法后，C#会生成一个独立的委托实例，用来指向多个单播委托：

注意，每次注册方法+=，都会new一个新的多播实例，并且原有的多播实例会被废弃，等待垃圾回收。如上图中，如果再注册一个函数Func3，多播委托A会被丢弃，然后会新new一个多播委托B，并指向三个单播委托实例。

另外在多播委托中，委托链的执行是顺序的，因此如果有一个抛出异常则会终止后续调用。

装箱拆箱

装箱实际上就是把值类型转换为Object引用类型，并且将原数据复制过去，最终返回该引用类型的地址。拆箱则是从装箱的Object类型中复制到栈上，重新构造一个栈上的值类型。 ## JIT和AOT

JIT即时编译是默认的C#编译流程，即在发布程序时首先将C#代码作为IL代码存储，直到在程序需要执行某段IL代码时，当场将IL翻译成机器码并加载运行。AOT提前编译，类似于C++的编译流程，发布时就将C#代码编译成机器码存储。

由于JIT会在用户端编译，因此可以收集用户CPU和指令频率等相关信息来优化代码编译，提供比AOT理论上更高效的运行机器码。但是由于是在运行时生成新代码并执行，有些平台（IOS）不允许这种执行生成代码的权限。
JIT的用户端编译会大大增加应用的初始化启动时间，而AOT由于开箱即用，其启动时间有很明显的优势。同理，JIT的程序发布耗时和包体大小（不包含.NET运行时）比起AOT也有明显优势。

参考相关性能数据

标准类型

源码链接

string

不可变的引用类型。注意字符串对象初始化之后就不会再修改，所有的修改操作都会new一个新的字符串对象，例如str1+str2。因此如果要构造变化的字符串，应该使用System.Text.StringBuilder。这是一个类似于List<char>的简单类，内部字段为char[]，其所有修改都是基于同一个对象的引用上。

为什么要设计为不可变？操作频繁，线程安全，并且如下可以留用复用。
对于字面值字符串，编译器会不重复地写入到模块元数据中，以便复用，即字符串池。但是注意，其他动态创建的字符串不会引用字符串池，即ReferenceEqual为False。
注意C#内char类型为2字节的Unicode码，而string的字节长度取决于你用的解码方式，例如默认UTF-8编码英文每字符1字节，中文每字符2字节。而UTF-16/Unicode编码内中英文都是每字符2字节。
System.Object默认实现一个ToString()，返回当前对象的真实类型名称。
string的GetHashCode基于字符串值计算。

两个操作有效率上的坑点：

String.Equals(str1 , str2, [StringComparison.Ordinal])：默认情况下，由于考虑了全球文化兼容性，string.Equals效率很慢。指定参数Ordinal使用字节比较模式，效率能够快10倍。
正则表达式搜索：Regex.Match每次搜索会产生至少5000字节的堆垃圾，消耗巨大。如果要使用正则表达式最好分别构造模式串和匹配串，也能将内存消耗缩小到1/10。

List

底层为动态2倍扩容的数组。注意与纯数组Array不同的是，List<Struct>返回值也为结构体，不可引用和修改，而Array可以。

由于扩容会频繁new数组，因此尽量在初始化时给定好一个合适的大小，减少扩容。注意初始化给定的只是capacity，List的Count依然为0，直接访问会发生访问越界。
增删操作Insert和Remove底层都会使用Array.Copy进行数组移动，没有什么特别优化，因此每次增删复杂度为O(N)。
ToArray会new一个新的数组返回，而不是直接获取内部数组，因此会造成额外的内存分配。
Find为线性查找，Sort为快速排序。

衍生: LinkedList 是双向链表。 SortedList<TKey,TValue>通过拆分key和value两个数组来维持有序结构。 Queue 数组 + 队头队尾指针维护而成的队列。

另外由于List是引用类型，因此在Add(List)的地方需要注意这里Add的是引用，会随着List在外部的改变而改变。

Dictionary

底层为int[]? _buckets和Entry[] _entries双数组的Hash结构，是旧的Hashtable的泛型版本。

GetHashCode()的默认实现：引用实例用内存地址当做Key计算Hash值，而值实例使用字段值来当做key。
Hash值冲突时使用了拉链法解决。
动态扩容与List类似，但是每次容量x2后会进一步选择一个贴近的素数。
Remove只会重置目标条目，不会像List一样有数据移动。
使用值作为Key比实例更快，因为不需要去计算内存地址。

衍生： HashSet Value和Key合体的Dictionary。 SortedSet 红黑树存储的有序HashSet。 SortedDictionary 红黑树存储的有序字典。

PriorityQueue

底层为数组表示的D叉最小堆 (TElement, TPriority)[] _nodes;

插入时从底层往上冒泡插入 (和大学实现一样 hhh。
删除时弹出堆顶，并由上往下逐层更新。
仅.NET 6以上可用，像Unity内就用不了。

Sitch's Blog

C#细节

机制

委托