具有初始容量的 List<T> 内存分配答案

【问题标题】：List<T> memory allocation with initial capacity具有初始容量的 List<T> 内存分配
【发布时间】：2013-09-13 02:58:14
【问题描述】：

我试图了解 C# .NET 4.0 List<T>(initSize) 如何分配内存。

我的问题是我有一个List<foo>，其中foo 类需要至少20 字节的内存。我有两种情况，我最终会得到foo 的X 或X+60 元素。我不知道在分配时会是这两种情况中的哪一种。

由于X 大于36,000 个元素，因此我试图尽量减少不必要的内存分配，如果可以避免的话，我不想为一个List 分配两次。我的理解是分配的大小（36k 个元素 * 4B 参考 ~= 144kB）将分配推到大堆上。更让我烦恼的是，我的 Dictionary<key, List<foo>> 包含大约 4,000 个元素。

我的问题：

C# 运行时是否分配了超出初始指定容量的数量？例如，如果我初始化为 36,000 个条目，我是否真的分配了 65,536 个条目，因为这是 2 的下一个大于 36,000 的幂？
我是否应该在所有情况下都分配给X+60 而不是X 以避免第二次分配？在这种情况下，60 恰好是一个不会变化的常数值。

我的问题类似，但与以下不同：

Memory allocation for collections in .NET - 因为他们没有在这个问题中初始化List<T>。

Initial capacity of collection types, e.g. Dictionary, List - 是指定初始容量的实现问题。

How to initialize a List<T> to a given size (as opposed to capacity)? - 似乎在与Array 和List<T> 较量，这不是我的问题。

【问题讨论】：

记录在案，LOH 分配的限制为 85000 字节。
doubles 除外，其阈值仅为 1000 个元素（8K 字节）
好吧，Dictionary 类中有一个不必要的字段没有被使用，因此它增加了一点内存分配
@MatthewWatson 更具体地用于双精度数组。
每个foo 有多大？如果如@BrianRasmussen 所指出的那样，每个字节都小于 85000 字节，那么它们将不会存储在 LOH 上。我不确定运行时将如何处理 List 本身。它可能最终会出现在 LOH 上。

标签： c# memory-management collections

【解决方案1】：

编译器不分配任何东西。分配发生在运行时。 List<T> 的工作方式是根据需要将其内部T[] 的大小加倍。如果您指定初始大小，它将根据需要分配并从那里加倍。

请记住，由于 T 在您的示例中是类，因此该列表仅包含引用。 IE。只有当您有超过 85000 字节的引用（加上列表本身的开销）时，才会在 LOH 上分配列表。

此外，由于列表不包含foo 的实例，因此多余的空间仅用于引用。

【讨论】：

【解决方案2】：

实现是这样的：

public List(int capacity)
{
    if (capacity < 0x0)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.capacity, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum);
    }
    if (capacity == 0x0)
    {
        this._items = List<T>._emptyArray;
    }
    else
    {
        this._items = new T[capacity];
    }
}

所以它将使用确切的容量。这是否会在未来成为现实是不确定的，因为它不是由 List 接口定义的。

【讨论】：