为什么 *(int*)0=0 不会导致访问冲突？

出于教育目的，我正在编写一组导致 C# 中运行时异常的方法，以了解所有异常是什么以及导致它们的原因。现在，我正在修改程序，导致AccessViolationException.

（对我来说）最明显的方法是写入受保护的内存位置，如下所示：

System.Runtime.InteropServices.Marshal.WriteInt32(IntPtr.Zero, 0);

正如我所希望的，这引发了AccessViolationException。我想做得更简洁，所以我决定用不安全的代码编写一个程序，并通过分配来做（我认为的）完全相同的事情0到零指针。

unsafe
{
    *(int*)0 = 0;
}

由于我无法理解的原因，这引发了NullReferenceException。我玩了一些，发现使用*(int*)1相反，还会抛出一个NullReferenceException，但如果你使用负数，比如*(int*)-1它会抛出一个AccessViolationException.

这里发生了什么？为什么*(int*)0 = 0导致NullReferenceException，为什么它不会导致AccessViolationException?

当您取消引用空指针时，会发生空引用异常； CLR 不关心空指针是插入整数零的不安全指针还是插入零的托管指针（即对引用类型对象的引用）。

CLR 如何知道 null 已被取消引用？ CLR 如何知道其他无效指针何时被取消引用？每个指针都指向进程虚拟内存地址空间中虚拟内存页中的某个位置。操作系统会跟踪哪些页面有效，哪些页面无效；当您触摸无效页面时，它会引发 CLR 检测到的异常。然后，CLR 将其显示为无效访问异常或空引用异常。

如果无效访问内存底部 64K，则为空引用异常。否则为无效访问异常。

这解释了为什么取消引用 0 和 1 会产生空引用异常，以及为什么取消引用 -1 会产生无效访问异常； -1 是 32 位机器上的指针 0xFFFFFFFF，并且该特定页面（在 x86 机器上）始终保留给操作系统用于其自身目的。用户代码无法访问它。

现在，您可能会合理地问，为什么不只对指针零执行空引用异常，并对其他所有内容执行无效访问异常？因为大多数情况下，少量数字被取消引用是因为您通过空引用获得了它。例如，想象一下您尝试这样做：

int* p = (int*)0;
int x = p[1];

编译器将其翻译为道德上的等价物：

int* p = (int*)0;
int x = *( (int*)((int)p + 1 * sizeof(int)));

这是解除引用 4。但从用户的角度来看，p[1]看起来确实像是对 null 的取消引用！这就是报告的错误。