一個月以前我寫了一篇討論字符串的駐留（string interning）的文章，我今天將會以字符串的駐留為基礎，進一步來討論.NET中的string。string interning的基本前提是string的恒定性（immutability），即string一旦被創建將不會改變。我們就先來談談string的恒定性。

　　一、string是恒定的（immutable）

　　和其他類型比較，string最為顯著的一個特點就是它具有恒定不變性：我們一旦創建了一個string，在managed heap 上為他分配了一塊連續的內存空間，我們將不能以任何方式對這個string進行修改使之變長、變短、改變格式。所有對這個string進行各項操作（比如調用ToUpper獲得大寫格式的string）而返回的string，實際上另一個重新創建的string，其本身并不會產生任何變化。

　　String的恒定性具有很多的好處，它首先保證了對于一個既定string的任意操作不會造成對其的改變，同時還意味著我們不用考慮操作string時候出現的線程同步的問題。在string恒定的這些好處之中，我覺得最大的好處是：它成就了字符串的駐留。

　　CLR通過一個內部的interning table保證了CLR只維護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string對象，同一段為該string配分的內存快。字符串的駐留極大地較低了程序執行對內存的占用。

　　對于string的恒定性和字符串的駐留，還有一點需要特別指出的是：string的恒定性不單單是針對某一個單獨的AppDomain，而是針對一個進程的。

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

　　我們知道，在一個托管的環境下，Appdomain是托管程序運行的一個基本單元。AppDomain為托管程序提供了良好的隔離機制，保證在同一個進程中的不同的Appdomain不可以共享相同的內存空間。在一個Appdomain創建的對象不能被另一個Appdomain直接使用，對象在AppDomain之間傳遞需要有一個Marshaling的過程：對象需要通過by reference或者by value的方式從一個Appdomain傳遞到另一個Appdomain。具體內容可以參照我的另一篇文章：用Coding證明Appdomain的隔離性。

　　但是這里有一個特例，那就是string。Appdomain的隔離機制是為了防止一個Application的對內存空間的操作對另一個Application 內存空間的破壞。通過前面的介紹，我們已經知道了string是恒定不變的、是只讀的。所以它根本不需要Appdomain的隔離機制。所以讓一個恒定的、只讀的string被同處于一個進程的各個Application共享是沒有任何問題的。

String的這種跨AppDomain的恒定性成就了基于進程的字符串駐留：一個進程中各個Application使用的具有相同字符序列的string都是對同一段內存的引用。我們將在下面通過一個Sample來證明這一點。

　　三、證明string垮AppDomain的恒定性

　　在寫這篇文章的時候，我對如何證明string跨AppDomain的interning，想了好幾天，直到我偶然地想到了為實現線程同步的lock機制。

　　我們知道在一個多線程的環境下，為了避免并發操作導致的數據的不一致性，我們需要對一個對象加鎖來阻止該對象被另一個線程 操作。相反地，為了證明兩個對象是否引用的同一個對象，我們只需要在兩個線程中分別對他們加鎖，如果程序執行的效果和對同一個對象加鎖的情況完全一樣的話，那么就可以證明這兩個被加鎖的對象是同一個對象。基于這樣的原理我們來看看我們的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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