C# 內存的理解 通俗說

一.概念

　　堆棧是什麼？

　　在說堆棧以前，先說說內存是神馬？

　　內存：程序在運行的過程，電腦須要不斷經過CPU進行計算，這個計算的過程會讀取併產生運算的數據，這些數據須要一個存儲容器存放。這個容器，這就是內存了。

　　咱們知道C#是強類型語言，每一個變量和常量都有一個類型，即全部的數據都會有一個類型。在.Net中，全部的類型又分爲值類型和引用類型。簡單介紹一下。

　　　　值類型：使用int,float,struct，enum關鍵字直接繼承自System.ValueType定義的類型。

　　　　引用類型：Class，interface，string，delegate繼承自System.Object。

　　值類型和引用類型有什麼區別吶？

　　主要區別在於值類型對象固定大小，引用類型對象能夠指向任何類型，沒法肯定其大小。所以內存區域分爲棧和堆。值類型存儲在棧上，引用類型存儲在堆上。

二.棧和堆

　                  

 

　　　　　　棧：操做系統會爲每條線程分配必定的空間，Windows爲1M。在棧上的成員不受GC管理器的控制，直接由操做系統分配。或者理解爲存儲短時間較小數據塊，超出做用域，自動釋放。

　　　　　　堆：主要用來存放引用類型對象，不須要咱們人工去分配和釋放，由GC管理器託管。或者理解爲存儲長期較大數據塊，超出做用域並不會被釋放，保持被分配的狀態。GC會處理未引用的堆內存。

　　　　　　不一樣於值類型直接在棧中存放值，引用類型還須要在棧中存放一個指向堆中對象的值的地址。

　　　　　　值類型，引用類型區別詳見：https://www.cnblogs.com/u3ddjw/p/6756536.html

 

　　　　　　值類型和引用類型之間能夠互轉嗎？

　　　　　　　　　這個需求，是很常見，因此要說一下。答案是確定的,固然能夠，這裏就須要提到裝箱（值類型===>引用類型），拆箱（引用類型===>值類型）。

　　　　　　　　　　裝箱：

　　　　　　　　　　　　　　I.分配堆內存

　　　　　　　　　　　　　　II.將值類型的實例字段拷貝到新分配的堆內存中

　　　　　　　　　　　　　　III.返回託管堆中新分配的對象的地址在棧中。這個地址就是一個指向對象的引用。

　　　　　　　　　　拆箱：

　　　　　　　　　　　　　　I.檢查對象實例，確保它是給定值類型的一個裝箱值。

　　　　　　　　　　　　　　II.將該值實例複製到值類型變量中。

　　　　　　　　    

三.GC垃圾管理器

　　 ①GC和堆內存聯繫

　　　　上述說到棧是操做系統實時自動分配釋放，不須要咱們去管理。堆內存也是由GC控制管理。可是GC並非實時管理的，是須要經過程序員手動或系統定時觸發的。由於GC是一個耗時的操做，可能在有些系統中觸發的不合時宜（明顯卡頓）。因此，GC也須要優化，須要控制在合事宜的狀況觸發。好比遊戲中咱們須要在切換Loading時觸發GC，而在遊戲戰鬥中控制不能被觸發。

　　 　　所以優化GC，就是優化堆內存，就是儘可能減小堆內存，及時回收堆內存。

　　 ②GC是什麼？

　　　　  GC即（Gabarage Collector，垃圾回收器），歸屬於CLR（公共語言運行時，能夠理解爲.Net虛擬機），專門用於回收託管堆內存的

　　  ③GC如何釋放堆內存的？

　　　　GC清理堆時，GC收集器會經過必定的算法清理堆中的對象，而且版本不一樣算法也不一樣。標記-壓縮算法：經過一個圖的數據結構來收集對象的根，這個根就是引用地址。能夠理解爲指向託管堆的關係線。當觸發這個算法時，會檢查圖中的每一個根是否可達，若是可達，則對其標記，而後在堆上找到剩餘沒有標記的對象進行刪除，這樣，

那些再也不使用的堆中對象就刪除了。

　　　　爲了優化內存結構，減小在圖中搜索的成本，GC機制又爲每一個託管堆對象定義了一個屬性，將每一個對象分爲三個等級，0代，1代，2代。

每當new一個對象的時候，該對象會被定義爲第0代，當GC開始回收的時候，先從第0代開始，在這樣一次回收動做以後，0代沒有被回收的對象則被定義爲第1代，當回收第1代的時候，第1代中沒有被清理的對象會被定義爲第2代。

　　　　CLR會爲0/1/2代選擇一個預算的容量，0代一般爲256k-4mb預算，1代爲512-4m，2代不受限制，最大可擴充至操做系統的整個內存空間。代數越長說明這個對象經歷了回收的次數越多，那就意味着該對象是最不容易被清除的。這種分代的思想將對象分割成新老對象，進而配對不一樣的清除條件，這種巧妙的思想避免了直接清理整個堆（卡頓後果）。　　　

　　　　

擴展說明：

　　　　　　好比Unity採用貝姆垃圾回收機制與.Net垃圾回收器相比一直有很大的限制。

　　　　　　　　I.貝姆垃圾回收：無分代\並行，執行時全部線程阻塞；每次標記都會訪問全部可達的對象（窮舉搜索垃圾）。這種方式極有可能在短期形成幀率降低，影響玩家體驗。

　　　　　　　　II.分代回收：效率高不少。

 

　　　　　　　　參考：https://1996v.cnblogs.com/p/9037603.html?from=timeline&isappinstalled=0