Podemos traduzir boxing como empacotar e unboxing como desempacotar mas creio que o melhor mesmo é nos referirmos aos termos originais boxing e unboxing pois será assim que serão referenciados na literatura e em artigos.

A linguagem C# possui dois tipos de dados :

1. Tipos de valor
2. Tipos de referência

O tipo de valor armazena o próprio valor, enquanto o tipo de referência armazena o endereço do valor em que está armazenado. Alguns tipos de dados predefinidos, como int, float, double, decimal, bool, char, etc. são tipos de valor e object, string e array são tipos de referência.

Ao trabalhar com esses tipos de dados, você geralmente precisa converter tipos de valor em tipos de referência ou vice-versa. Como ambos têm características diferentes e a plataforma .NET os armazena de maneira diferente na memória, é necessário trabalhar internamente para convertê-los de um tipo para outro.

Esses processos de conversão são chamados de boxing e unboxing.

O que é boxing ?

Boxing é o processo de converter um tipo de valor para o tipo de objeto ou qualquer tipo de interface implementado por esse tipo de valor, ou seja, converter um tipo de valor em um tipo de referência. Esta operação é implícita.

No processo da operação boxing temos que:

Exemplo:

      int numero = 23 ;

    object obj = numero;    //Boxing 

Descrição :

• Declaramos um variável numero que um tipo de valor(int) atribuindo a ela o valor 23;
• Criamos um tipo Object que é um tipo de referência e aplicamos uma operação implicita que resulta na cópia e armazenamento do tipo de valor no tipo de referência obj;

Outro exemplo:

         ArrayList lista = new ArrayList();

      lista.Add(10);                  //Boxing 
      lista.Add("Macoratti");

Criamos um ArrayList , que é um tipo de referência, chamado lista e incluímos um valor inteiro (10) na lista. Aqui estamos realizando o boxing que inclui o tipo de valor (10) em um tipo de referência (o array lista).

Nota: Como as operações de boxing e unboxing causam uma perda de desempenho prefira usar as coleções genéricas ao invés de usar ArrayList.

O que é Unboxing ?

O Unboxing é o inverso do boxing.

É o processo de converter um tipo de referência em tipo de valor. O unboxing extrai o  valor do tipo de referência e o atribui a um tipo de valor. Esta operação é explicita.

Uma operação de conversão unboxing consiste em:

• Verificar a instância do objeto para garantir que ele é um valor da conversão boxing de um determinado tipo de valor;
• Copiar o valor da instância para a variável de tipo de valor;

Exemplo:

       int i = 123;       //tipo de valor
      object o = i;     // boxing
      int j = (int)o;     // unboxing

Aqui estamos copiando o tipo de referência o para o tipo de valor j.

A figura abaixo demonstra as operações :

Para que uma conversão de unboxing em um determinado tipo de valor seja bem-sucedida em tempo de execução, o valor do argumento de origem deve ser uma referência a um objeto que foi criado anteriormente via operação boxing do tipo de valor.

Se o argumento de origem for uma referência a um objeto incompatível, uma InvalidCastException será lançada, e se o valor for null obteremos um NullReferenceException.

Exemplo:

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int i = 123;
            object o = i;  //boxing

            try
            {
                int j = (short)o;         // tentativa de fazer unboxing
                System.Console.WriteLine("Operação de Unboxing OK.");
            }
            catch (System.InvalidCastException e)
            {
                System.Console.WriteLine($"{e.Message} Error: Operação de unboxing inválida.");
            }
        }
    }