淺談值類型和引用類型在堆和棧中的存儲一

首先，讓我們來簡單了解一下什么是“棧”（stack），什么是“堆”（heap）。“棧”其實就是一種后入先出（LIFO）的數據結構。在我們.NET Framework里面，由CLR負責管理，我們程序員不用去擔心垃圾回收的問題；每一個線程都有自己的專屬的“棧”。“堆”的存放就要零散一些，並且由 Garbage Collector（GC）執行管理，我們關注的垃圾回收部分，就是在“堆”上的垃圾回收；其次就是整個進程共用一個“堆”。

 

 

我們先來記住兩條黃金法則：

1.引用類型總是被分配到“堆”上。

2.值類型總是分配到它聲明的地方：

   a.作為引用類型的成員變量分配到“堆”上

   b.作為方法的局部變量時分配到“棧”上

 

要真正理解上面的兩條黃金法則，還需要了解一下，“棧”和“堆”是如何工作的。首先以下面的這個方法為例：

public int AddFive(int pValue)
{
　　int result; 
　　result = pValue + 5; 
　　return result;
}

1.方法AddFive()被壓入“棧”

2.緊接着方法參數pValue被壓入“棧”

3.然后是需要為result變量分配空間，這時被分配到“棧”上。

4.最后返回結果

通過將棧指針指向 AddFive()方法曾使用的可用的內存地址，所有在“棧”上的該方法所使用內存都被清空，且程序將自動回到“棧“上最初的方法調用的位置。

 

 

下面我們來看看，值類型的變量分配到“堆”上到情況。

public class MyInt
{
    public int MyValue;
}

public MyInt AddFive(int pValue)
{
    var result = new MyInt();
    result.MyValue = pValue + 5;
    return result;
}

和前面一樣，線程開始執行函數，函數參數被壓入線程堆棧。

由於 MyInt 為引用類型，它被分配在“堆”上，並且由一個位於“棧”上的指針引用。

AddFive()函數執行完畢后，“棧”同樣會被清空。

 

最后，只剩下一個 MyInt 類被留在“堆”上（“棧”上再也沒有指向這個 MyInt 類的指針）！這個時候就需要GC機制來處理了。

 

好了，大家對“棧”和“堆”有一定的了解之后，下面讓我們來稍微深入一點，來看兩個例子。

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

返回值大家其實已經知道了吧，還是3。這是為什么呢？這是因為，值類型，使用的就是值本身，其實在做int y = x的時候，就把3做了一份“拷貝”賦值給了y，然后在y = 4的時候，操作的是這個“拷貝”，並不會操作原來的3。

接下來我們看另外一個例子，MyInt還是使用上面例子中使用過的MyInt類。

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

在這個代碼中，x.MyValue是否還是會是3呢？是否y.MyValue還是操作的3的“拷貝”呢？其實只要運行一下這個代碼，就可以得出結果，x.MyValue還是被修改成了4。這是因為，當我們使用引用類型時，我們實際上是在使用指向這些對象的地址，而不是直接使用這些對象本身。

 

好了，暫時就介紹到這里，如果有什么疑問，或者有誤的地方，歡迎大家指點和交流。