栈、托管堆、值类型、引用类型的理解

 

1. 托管堆与堆栈

托管堆：初始化新进程时，运行时会为进程保留一个连续的地址空间区域，这个保留的地址空间称为托管堆。托管堆维护着一个指针，用它指向将在堆中分配的下一个对象的地址，最初，该指针设置为指向托管堆的基址。

托管代码：使用CLR的语言编译器开发的代码统称托管代码。

    △值类型直接存储基值，引用类型存储对值的引用，值类型存储在堆栈上，引用类型存储在托管堆上，值类型→引用类型（装箱），引用类型→值类型（拆箱）

 

堆栈与托管堆的工作方式：

在C/C++中：

Stack叫做栈区，由编译器自动释放，存放函数的参数值，局部变量值等。

在C#中：Stack是指栈区，Heap是指托管堆。

 

堆栈的工作方式：   

Int a=1;
Double b=1.1;

 

 

             图表 1未分配内存

 

 

    图表 2已分配内存后

 

 托管堆的工作方式：堆栈有非常高的性能，但要求变量生命周期必须嵌套（后进先出决定的），在很多情况下这种要求很过分，通常我们希望通过一个方法来分配内存，用来存储一些数据并在方法退出很久时间内数据任是可用的，用new运算符来请求控件，就实现了这种可能。

 

Void DoSomeThing()
{
    Customer John;→声明一个Customer的应用John，包含Customer对象的地址，需4字节
    Join=new Customer();→托管堆分配内存，假设对象占用了32个字节，.NET运行库关于在堆中搜索一块连续的未使用过的32个字节的控件，假定起始地址为200000
}

 

声明应用内存图解:

实例化对象内存图解:

★引用变量生存周期:只要堆栈中存在对它的引用,该变量就不会失效

2. 托管堆的垃圾回收机制

当对象不被引用时，会闪出堆中对应的数据，如果仅是这样，久而久之自由空间就会被分割开来，新对象需要分配内存时会很难处理，但托管堆垃圾回收器在运行时只要它释放能释放的对象，就将其他对象压缩，把他们推向堆的顶部，形成一个连续的块，虽看似造成性能损失，但给新对象分配内存提供了方便。

 

3. 装箱和拆箱

装箱过程：首先堆栈中分配一个字节的空间用来存储引用变量I。然后在托管堆中分配比之占空间大的区域来存储它的拷贝，多了一个方法表指针和一个SyncBlockIndex，再把地址赋给I。

拆箱过程：在堆栈分配的4个字节的控件来保存变量J，拷贝O的实例到J的内

 

代码：

{

int I=1;

object O=I;//装箱

int J=(int)O;拆箱

}

★拆箱注意：必须保证该值变量J有足够的空间来拆箱得到的值O。

4. 值类型与引用类型的复制过程

代码：

 

public class Point//若为结构体 struct
{
public int x;
public int y;
}
Point p1=new Point();
p1.x=1;
p1.y=2;
 
Point p2=p1;
p2.x=3;
p2.y=4;
Console.WriteLine p1.x,p1.y,p2.x,p2.y;

 

结果：3，4，3，4

结果：1，2，3，4

 

图解：共同指向托管堆的存值区域

★故：改变p2的值会影响p1，若Point为结构体(Struct)，复制地址的同时连同值也一同复制，故不影响。