.NET的堆和棧01,基本概念、值類型內存分配

當咱們對.NET Framework的一些基本面瞭解以後，實際上，仍是頗有必要了解一些更底層的知識。好比.NET Framework是如何進行內存管理的，是如何垃圾回收的......這樣，咱們才能寫出更高性能的程序。

 

在.NET Framework中，有2個地方幫咱們保存管理數據：一個是"堆"，也叫"託管堆"，由.NET Framework的垃圾收集器(Garbage Collection, GC)管理；另外一個是"棧"，也叫"線程堆棧"，由操做系統直接管理。它們都寄宿在操做系統內存。

 

本篇主要包括：
■  什麼是"棧"
■  什麼是"堆"
■  值類型內存分配
    ※  在方法內的值類型內存分配
    ※  在引用類型內部的值類型內存分配
■  練習題   

 

  什麼是"棧"

 

能夠把"棧"想像成由下而上堆疊起來的盒子，值類型實例存儲於此。

 

在 應用程序中，每當調用一個方法，就至關於在"堆"上放上了一個盒子A，這時，應用程序只能使用處在"棧"最上方、剛被放上的這個盒子A，當方法執行結束， 至關於把最上方的盒子A扔掉。接下來，剛纔還在A下面的盒子B就處在"棧"的最上方了，因而應用程序又開始使用盒子B，以此類推。並且，每當把最上面的盒 子扔掉，其對應的內存也被自動釋放。

 

棧的優勢是執行效率高，缺點是存儲容量有限。

 

在.NET Framework中，全部派生於System.ValueType的就是值類型，值類型實例位於"棧"。值類型包括：
● bool
● byte
● char
● decimal
● double
● enum
● float
● int
● long
● sbyte
● short
● stuct
● uint
● ulong
● short

 

  什麼是"堆"

能夠把"堆"想像成一些擺放無序的盒子，引用類型實例存儲於此。
 

 

咱們能夠在任什麼時候候，使用任何盒子。咱們須要藉助垃圾收集器(Garbage Collection, GC)的自動回收機制或手動處理，以保證"堆"的盒子被及時回收。

另 外，根據引用類型實例的大小，"堆"分爲"GC堆"和"LOH(Large Object Heap)堆"，當引用類型實例大小小於85000個字節的時候，實例被分配在"GC堆"上；當實例大小大於或等於於85000個字節的時候，實例被分配 在"LOH(Large Object Heap)堆"。

 

在.NET Framework中，全部派生於System.Object的就是引用類型，引用類型實例位於"堆"。引用類型包括：
● 類 class
● 接口 interface
● 委託 delegate
● object
● string

 

  值類型內存分配

  在方法內的值類型內存分配

public int Add(int x)
{    int result;
    result = x + 2;    return result;
}

 

一、在執行Add(int x)方法以前，方法參數x被存放到"棧"的頂部。

 

二、在"method table"中搜尋Add()方法，若是找不到，就讓JIT及時編譯再存放到"method table"中去。

 

三、開始執行Add(int x)方法，局部變量result也須要"棧"中的一些內存。

 

四、當方法執行完畢，先釋放result,再釋放x，線程堆棧指針從新指向。

 

  在引用類型內部的值類型內存分配

public class MyClass
{    public int MyValue;
}public MyClass Add(int x)
{
    MyClass result = new MyClass();
    result.MyValue = x + 2;    return result;
}

 

一、在執行Add(int x)方法以前，方法參數x被存放到"棧"的頂部。

 

二、在"method table"中搜尋Add()方法，若是找不到，就讓JIT及時編譯再存放到"method table"中去。

 

三、開始執行Add(int x)方法，執行MyClass result = new MyClass()
先在託管堆上建立一個MyClass的實例，而後在棧上開闢一塊空間並指向實例地址。

 

四、當方法執行完畢，在棧中由上到下依次釋放內存。

 

此時，在託管堆上的MyClass實例如何處理呢？

 

五、此時，垃圾回收器登場了，他在託管堆中搜尋那些再也不被引用的對象實例，而後實施回收。

 

  練習題

public int ReturnValue()
          {                int x = new int();
                x = 3;                int y = new int();
                y = x;      
                y = 4;          
                return x;
          }

結果是：3， 由於值類型x變量，在方法執行結束以前，一直存在於棧上。

 

public int ReturnValue2()
          {
                MyInt x = new MyInt();
                x.MyValue = 3;
                MyInt y = new MyInt();
                y = x;                 
                y.MyValue = 4;              
                return x.MyValue;
          }

結果是：4，由於，當經過y=x把x賦值給y時，其實是把x在託管堆上的地址賦值y，也就是，棧上的x和y都指向託管堆上的同一個對象實例，改變y的字段值，至關於改變x的字段值。