public static class BytesPrinter
{
    public unsafe static void PrintBytes<T>(T value)
    {
        var size = SizeCalculator.Instance.SizeOf(() => value);
        var bytes = new byte[size];

        var pointer = Unsafe.AsPointer(ref value);
        IntPtr head = typeof(T).IsValueType ? new IntPtr(pointer) : *(IntPtr*)pointer - IntPtr.Size;
        Marshal.Copy(head, bytes, 0, size);
        Console.WriteLine($"[{size}]{BitConverter.ToString(bytes)}");
    }

    public static string AsString(this IntPtr ptr) => BitConverter.ToString(BitConverter.GetBytes(ptr.ToInt64()));
}

对于引用类型，整个过程就要复杂一些。此时指定的变量value指向的是目标对象的地址，所以在将此变量引用转换成void*指针后，还需要将其转换成IntPtr*指针，并最终将指针的内容（也就是目标对象的地址）解析出来。由于变量指向的地址并非目标实例映射内存字节的首地址，仅仅是存储方法表地址的地方，所以还需要向前移动一个身位（IntPtr.Size）才是实例所在内存片段的首地址。在将所需字节拷贝到创建的字节数组之后，我们将其格式化成字符串输出到控制台上。另一个AsString扩展方法会将指定IntPtr对象表示的内存地址输出到控制台上，我们会在后续的演示中使用到它。

public class SizeCalculator
{
    private static readonly ConcurrentDictionary<Type, int> _sizes = new();
    private static readonly MethodInfo _getDefaultMethod = typeof(SizeCalculator).GetMethod(nameof(GetDefault), BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic)!;
    public static readonly SizeCalculator Instance = new();
    public int SizeOf(Type type, Func<object?>? instanceAccessor = null)
    {
        if (_sizes.TryGetValue(type, out var size)) return size;
        if (type.IsValueType) return _sizes.GetOrAdd(type, CalculateValueTypeInstance);

        object? instance;
        try
        {
            instance = instanceAccessor?.Invoke() ?? Activator.CreateInstance(type);
        }
        catch
        {
            throw new InvalidOperationException("The delegate to get instance must be specified.");
        }

        return _sizes.GetOrAdd(type, type => CalculateReferenceTypeInstance(type, instance));
    }
    public int SizeOf<T>(Func<T>? instanceAccessor = null)
    {
        if (instanceAccessor is null) return SizeOf(typeof(T));
        Func<object?> accessor = () => instanceAccessor();
        return SizeOf(typeof(T), accessor);
    }
    public int CalculateValueTypeInstance(Type type)
    {
        var instance = GetDefaultAsObject(type);
        var fields = type.GetFields(BindingFlags.DeclaredOnly | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic)
            .Where(it => !it.IsStatic)
            .ToArray();

        if (fields.Length == 0) return 0;
        var tupleType = typeof(ValueTuple<,>).MakeGenericType(type, type);
        var tupple = tupleType.GetConstructors()[0].Invoke(new object?[] { instance, instance });
        var addresses = GenerateFieldAddressAccessor(tupleType.GetFields()).Invoke(tupple).OrderBy(it => it).ToArray();
        return (int)(addresses[2] - addresses[0]);
    }

    public int CalculateReferenceTypeInstance(Type type, object? instance)
    {
        var fields = GetBaseTypesAndThis(type)
            .SelectMany(type => type.GetFields(BindingFlags.DeclaredOnly | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic))
            .Where(it => !it.IsStatic).ToArray();

        if (fields.Length == 0) return type.IsValueType ? 0 : 3 * IntPtr.Size;
        var addresses = GenerateFieldAddressAccessor(fields).Invoke(instance);
        var list = new List<FieldInfo>(fields);
        list.Insert(0, null!);
        fields = list.ToArray();
        Array.Sort(addresses, fields);

        var lastFieldOffset = (int)(addresses.Last() - addresses.First());
        var lastField = fields.Last();
        var lastFieldSize = lastField.FieldType.IsValueType ? CalculateValueTypeInstance(lastField.FieldType) : IntPtr.Size;
        var size = lastFieldOffset + lastFieldSize;

        // Round up to IntPtr.Size
        int round = IntPtr.Size - 1;
        return ((size + round) & (~round)) + IntPtr.Size;

        static IEnumerable<Type> GetBaseTypesAndThis(Type? type)
        {
            while (type is not null)
            {
                yield return type;
                type = type.BaseType;
            }
        }
    }
    private static Func<object?, long[]> GenerateFieldAddressAccessor(FieldInfo[] fields)
    {
        var method = new DynamicMethod(
            name: "GetFieldAddresses",
            returnType: typeof(long[]),
            parameterTypes: new[] { typeof(object) },
            m: typeof(SizeCalculator).Module,
            skipVisibility: true);
        var ilGen = method.GetILGenerator();

        // var addresses = new long[fields.Length + 1];
        ilGen.DeclareLocal(typeof(long[]));
        ilGen.Emit(OpCodes.Ldc_I4, fields.Length + 1);
        ilGen.Emit(OpCodes.Newarr, typeof(long));
        ilGen.Emit(OpCodes.Stloc_0);

        // addresses[0] = address of instace;
        ilGen.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
        ilGen.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 0);
        ilGen.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        ilGen.Emit(OpCodes.Conv_I8);
        ilGen.Emit(OpCodes.Stelem_I8);

        // addresses[index] = address of field[index + 1];
        for (int index = 0; index < fields.Length; index++)
        {
            ilGen.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
            ilGen.Emit(OpCodes.Ldc_I4, index + 1);
            ilGen.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
            ilGen.Emit(OpCodes.Ldflda, fields[index]);
            ilGen.Emit(OpCodes.Conv_I8);
            ilGen.Emit(OpCodes.Stelem_I8);
        }

        ilGen.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
        ilGen.Emit(OpCodes.Ret);

        return (Func<object?, long[]>)method.CreateDelegate(typeof(Func<object, long[]>));
    }
    private static T GetDefault<T>() where T : struct => default!;
    private static object? GetDefaultAsObject(Type type) => _getDefaultMethod.MakeGenericMethod(type).Invoke(null, Array.Empty<object>());
}

二、查看值类型和引用类型实例的内存字节

BytesPrinter.PrintBytes(new FoobarStructure(255, 65535));
BytesPrinter.PrintBytes(new FoobarClass(255, 65535));

public struct FoobarStructure
{
    public byte Foo;
    public int Bar;

    public FoobarStructure(byte foo, int bar)
    {
        Foo = foo;
        Bar = bar;
    }
}

public class FoobarClass
{
    public byte Foo;
    public int Bar;

    public FoobarClass(byte foo, int bar)
    {
        Foo = foo;
        Bar = bar;
    }

}

程序执行后会将指定的FoobarStructure和FoobarClass实际对应的字节输出控制台上。为了更好地理解该字节序列每一部分的内容，我特意按照如下的方式添加了方括号对它们进行了分割。从下面的内容可以看出，虽然Byte和Int32对应的字节数分别为1和4，但是FoobarStructure这个结构体的字节数却是8，三个空白字节（红色标记）是为了内存对齐额外添加的“留白（Padding,红色标注）”。从字节的内容还可以看出，内存中体现的字段顺序默认与它们在结构体中定义的顺序是一致的（Foo：FF；Bar：FF-FF-00-00）。顺便提一下，基元类型在内存中是按照“小端序”存储的。

BytesPrinter.PrintBytes(new FoobarClass(255, 65535));
Console.WriteLine("[TypeHandle]{0}",typeof(FoobarClass).TypeHandle.Value.AsString());

从如下所示的输出结果可以看出，实例内存字节承载的和TypeHandle提供的方法表地址是一致的。

await Task.Yield();
PrintThreadId();
var foobar = new Foobar();
lock (foobar)
{
    BytesPrinter.PrintBytes(foobar);
    lock (foobar)
    {
        BytesPrinter.PrintBytes(foobar);
        lock (foobar)
        {
            BytesPrinter.PrintBytes(foobar);
            Debugger.Break();
        }
    }
}

static void PrintThreadId()
{
    var bytes = BitConverter.GetBytes(Environment.CurrentManagedThreadId);
    Console.WriteLine($"Thread Id: {BitConverter.ToString(bytes)}");
}
public class Foobar{}

在如下所示的演示程序中，我们定义了一个“空”的类Foobar。await Task.Yield()之后的操作将以异步的方式执行，为了确定Object Header中是否包含当前线程的ID，我们将线程ID以16进制的形式输出到控制台上。然后我们创建了一个Foobar对象，然后嵌套的方式锁定它，并在锁定上下文中将改对象的内存字节输出来。

var foobar = new Foobar();
var hashCode = foobar.GetHashCode();
PrintHashCode(hashCode);
BytesPrinter.PrintBytes(foobar);
static void PrintHashCode(int hashCode)
{
    var bytes = BitConverter.GetBytes(hashCode);
    Console.WriteLine($"Hash Code: {BitConverter.ToString(bytes)}");
}

从下面的输出可以看出整个Object Header的内容应该和哈希码是有关系，因为至少可以看到前面3个字节内容（9D-0D-3C）的完全一致的，但是为什么最后一个字节不同呢？

public class Foobar
{
    public override int GetHashCode() => int.MaxValue;
}

很显然Foobar对象的哈希码就无法存储在Object Header中，如下的输出体现了这一点。其实不管计算出来的哈希码能否使用26个比特来表示，只要类型重写了GetHashCode方法且没有直接返回base.GetHashCode()，使用Object Header来缓存哈希码的策略就会失效。这一点告诉我们：当我们需要试图去重写某个类的GetHashCode方法，先考虑一下这个类型是否应该定义成结构体。

var foobar = new Foobar();
foobar.GetHashCode();
lock (foobar)
{
    BytesPrinter.PrintBytes(foobar);
    Debugger.Break();
}
public class Foobar{}

如下所示的是程序运行后的输出结果，红色标注的正是存储SyncBlock Index的Object Header的内容。