string是一種很特殊的數據類型，它既是基元類型又是引用類型，在編譯以及運行時，.Net都對它做了一些優化工作，正式這些優化工作有時會迷惑編程人員，使string看起來難以琢磨，這篇文章分上下兩章，共四節，來講講關於string的陌生一面。
一．恆定的字符串
要想比較全面的了解stirng類型，首先要清楚.Net中的值類型與引用類型。在C#中，以下數據類型為值類型：
bool、byte、char、enum、sbyte以及數字類型(包括可空類型)
以下數據類型為引用類型：
class、interface、delegate、object、stirng
看到了嗎，我們要討論的stirng赫然其中。被聲明為string型變量存放於堆中，是一個徹頭徹尾的引用類型。
那麼許多同學就會對如下代碼產生有疑問了，難道string類型也會“牽一發而動全身”嗎？讓我們先來看看以下三行代碼有何玄機：
string a = "str_1";
string b = a;
a = "str_2";
不要說無聊，這一點時必須講清楚的！在以上代碼中，第3行的“=”有一個隱藏的秘密：它的作用我們可以理解為新建，而不是對變量“a”的修改。以下是IL代碼，可以說明這一點：
.maxstack 1
.locals init ([0] string a,
[1] string b)
IL_0000: nop
IL_0001: ldstr "str_1"
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: stloc.1
IL_0009: ldstr "str_2"
IL_000e: stloc.0 //以上2行對應 C#代碼 a = "str_2";
IL_0015: ret
可以看出IL代碼的第1、6行，由ldstr指令創建字符串"str_1"，並將其關聯到了變量“a”中；7、8行直接將堆棧頂部的值彈出並關聯到變量“b”中；9、10由ldstr創建字符串"str_2"，關聯在變量“a”中（並沒有像我們想象的那樣去修改變量a的舊值，而是產生了新的字符串）；
在C#中，如果用new關鍵字實例化一個類，對應是由IL指令newobj來完成的；而創建一個字符串，則由ldstr指令完成，看到ldstr指令，我們即可認為，IL希望創建一個新的字符串 。（注意：是IL希望創建一個字符串，而最終是否創建，還要在運行時由字符串的駐留機制決定，這一點下面的章節會有介紹。）
所以，第三行C#代碼(a = "str_2";)的樣子看起來是在修改變量a的舊值"str_1"，但實際上是創建了一個新的字符串"str_2"，然後將變量a的指針指向了"str_2"的內存地址，而"str_1"依然在內存中沒有受到任何影響，所以變量b的值沒有任何改變---這就是string的恆定性，同學們，一定要牢記這一點，在.Net中，string類型的對象一旦創建即不可修改！包括ToUpper、SubString、Trim等操作都會在內存中產生新的字符串。
本節重點回顧：由於stirng類型的恆定性，讓同學友們經常誤解，string雖屬引用類型但經常表現出值的特性，這是由於不了解string的恆定性造成的，根本不是“值的特性”。例如：
string a = "str_1";
a = "str_2";
這樣會在內存中創建"str_1"和"str_2"兩個字符串，但只有"str_2"在被使用，"str_1"不會被修改或消失，這樣就浪費了內存資源，這也是為什麼在做大量字符串操作時，推薦使用StringBuilder的原因。
二．.Net中字符串的駐留（重要）
在第一節中，我們講了字符串的恆定性，該特性又為我們引出了字符串的另一個重要特性：字符串駐留。
從某些方面講，正是字符串的恆定性，才造就了字符串的駐留機制，也為字符串的線程同步工作大開方便之門（同一個字符串對象可以在不同的應用程序域中被訪問，所以駐留的字符串是進程級的，垃圾回收不能釋放這些字符串對象，只有進程結束這些對象才被釋放）。
我們用以下2行代碼來說明字符串的駐留現象：
string a = "str_1";
string b = "str_1";
請各位同學友思考一下，這2行代碼會在內存中產生了幾個string對象？你可能會認為產生2個：由於聲明了2個變量，程序第1行會在內存中產生"str_1"供變量a所引用；第2行會產生新的字符串"str_1"供變量b所引用，然而真的是這樣嗎？我們用ReferenceEquals這個方法來看一下變量a與b的內存引用地址：
string a = "str_1";
string b = "str_1";
Response.Write(ReferenceEquals(a,b)); //比較a與b是否來自同一內存引用
輸出：True
哈，各位同學看到了嗎，我們用ReferenceEquals方法比較a與b，雖然我們聲明了2個變量，但它們竟然來自同一內存地址！這說明string b = "str_1";根本沒有在內存中產生新的字符串。
這是因為，在.Net中處理字符串時，有一個很重要的機制，叫做字符串駐留機制。由於string是編程中用到的頻率較高的一種類型，CLR對相同的字符串，只分配一次內存。CLR內部維護著一塊特殊的數據結構，我們叫它字符串池，可以把它理解成是一個HashTable，這個HashTable維護著程序中用到的一部分字符串，HashTable的Key是字符串的值，而Value則是字符串的內存地址。一般情況下，程序中如果創建一個string類型的變量，CLR會首先在HashTable遍歷具有相同Hash Code的字符串，如果找到，則直接把該字符串的地址返回給相應的變量，如果沒有才會在內存中新建一個字符串對象。
所以，這2行代碼只在內存中產生了1個string對象，變量b與a共享了內存中的"str_1"。
好了，結合第一節所講到的字符串恆定性與第二節所講到的駐留機制，來理解一下下面4行代碼吧：
string a = "str_1"; //聲明變量a，將變量a的指針指向內存中新產生的"str_1"的地址
a = "str_2"; //CLR先會在字符串池中遍歷"str_2"是否已存在，如果沒有，則新建"str_2"，並修改變量a的指針，指向"str_2"內存地址，"str_1"保持不變。（字符串恆定）
string c = "str_2"; //CLR先會在字符串池中遍歷"str_2"是否已存在，如果存在，則直接將變量c的指針指向"str_2"的地址。（字符串駐留）
那麼如果是動態創建字符串呢？字符串還會不會有駐留現象呢？
我們分3種情況講解動態創建字符串時，駐留機制的表現：
字符串常量連接
string a = “str_1” + “str_2”;
string b = “str_1str_2”;
Response.Write(ReferenceEquals(a,b)); //比較a與b是否來自同一內存引用
輸出 ：True
IL代碼說明問題：
.maxstack 1
.locals init ([0] string a,
[1] string b)
IL_0000: nop
IL_0001: ldstr “str_1str_2”
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldstr “str_1str_2”
IL_000c: stloc.1
IL_000d: ret
其中第1、6行對應c#代碼string a = “str_1” + “str_2”;
第7、8對應c# string b = “str_1str_2”;
可以看出，字符串常量連接時，程序在被編譯為IL代碼前,編譯器已經計算出了字符串常量連接的結果，ldstr指令直接處理編譯器計算後的字符串值，所以這種情況字符串駐留機制有效！
字符串變量連接
string a = “str_1”;
string b = a + “str_2”;
string c = “str_1str_2”;
Response.Write(ReferenceEquals(b,c));
輸出：False
IL代碼說明問題：
.maxstack 2
.locals init ([0] string a,
[1] string b,
[2] string c)
IL_0000: nop
IL_0001: ldstr “str_1”
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: ldstr “str_2”
IL_000d: call string [mscorlib]System.String::Concat(string,
string)
IL_0012: stloc.1
IL_0013: ldstr “str_1str_2”
IL_0018: stloc.2
IL_0019: ret
其中第1、6行對應string a = “str_1”;
第7、8、9行對應string b = a + “str_2”;，IL用的是Concat方法連接字符串
第13、18行對應string c = “str_1str_2”;
可以看出，字符串變量連接時，IL使用Concat方法，在運行時生成最終的連接結果，所以這種情況字符串駐留機制無效！
3.顯式實例化
string a = "a";
string b = new string('a',1);
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出 False
IL代碼：
.maxstack 3
.locals init ([0] string a,
[1] string b)
IL_0000: nop
IL_0001: ldstr "a"
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldc.i4.s 97
IL_0009: ldc.i4.1
IL_000a: newobj instance void [mscorlib]System.String::.ctor (char,int32)
IL_000f: stloc.1
IL_0010: ret
這種情況比較好理解，IL使用newobj來實例化一個字符串對象，駐留機制無效。從string b = new string('a',1);這行代碼我們可以看出，其實string類型實際上是由char[]實現的，一個string的誕生絕不像我們想想的那樣簡單，要由棧、堆同時配合，才會有一個string的誕生。這一點在第四節會有介紹。
當然，當字符串駐留機制無效時，我們可以很簡便的使用string.Intern方法將其手動駐留至字符串池中，例如以下代碼：
string a = "a";
string b = new string('a',1);
Response.Write(ReferenceEquals(a, string.Intern(b)));
輸出：True
程序返回Ture，說明變量"a"與"b"來自同一內存地址。
好了，下面兩節將通過實例為大家展示string的內部秘密，大家可以通過它測試一下自己對string的了解程度，敬請期待！
