個(gè)重要的NE概念：棧堆值類型引用類型裝箱拆箱

1、 6個(gè)重要的.NET概念：棧,堆,值類型,引用類型,裝箱,拆箱 引言本篇文章主要介紹.NET中6個(gè)重要的概念：棧，堆，值類型，引用類型，裝箱，拆箱。文章開始介紹當(dāng)你聲明一個(gè)變量時(shí)，編譯器內(nèi)部發(fā)生了什么，然后介紹兩個(gè)重要的概念：棧和堆；最后介紹值類型和引用類型，并說(shuō)明一些有關(guān)它們的重要原理。最后通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例如代碼說(shuō)明裝箱拆箱帶來(lái)的性能損耗。 聲明變量的內(nèi)部機(jī)制在.NET程序中，當(dāng)你聲明一個(gè)變量，將在內(nèi)存中分配一塊內(nèi)存。這塊內(nèi)存分為三局部：1，變量名；2，變量類型；3，變量值。以下圖揭示了聲明一個(gè)變量時(shí)的內(nèi)部機(jī)制，其中分配的內(nèi)存類型依據(jù)你的變量類型。.NET中有兩種類型的內(nèi)存：棧內(nèi)存

2、和堆內(nèi)存。在接下來(lái)的內(nèi)容中，我們會(huì)了解到這兩種類型的詳細(xì)內(nèi)容。棧和堆為了明白什么是棧和堆，先讓我們看下下面例如代碼的內(nèi)部機(jī)制：1public void Method1( 2/ Line 1 3int i=4; 4/ Line 2 5int y=2; 6/Line 3 7class1 cls1 = new class1(; 8這里一共有3行代碼。讓我們一下逐行看一下它們是如何執(zhí)行的： 第1行：當(dāng)這行代碼執(zhí)行時(shí)，編譯器為它分配一小塊棧內(nèi)存。運(yùn)行時(shí)棧負(fù)責(zé)提供程序所需的內(nèi)存；第2行：程序繼續(xù)執(zhí)行。如同名字一樣，棧在第一塊內(nèi)存的頂局部配了一塊內(nèi)存。你也可以認(rèn)為是模塊或零件一塊一塊疊起來(lái)；內(nèi)存的

3、分配與釋放遵循后進(jìn)先出(后進(jìn)先出邏輯，換句話說(shuō)，內(nèi)存只能在例如中i內(nèi)存塊的頂局部配或釋放。第3行：在第3行，我們創(chuàng)立了一個(gè)對(duì)象。當(dāng)該行執(zhí)行時(shí)，編譯器在站上創(chuàng)立了一個(gè)指針，真實(shí)的對(duì)象存儲(chǔ)在另一種叫“堆的內(nèi)存中。"堆"并不跟蹤運(yùn)行內(nèi)存，它更像一堆隨時(shí)可以訪問(wèn)的對(duì)象。堆用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。這里需要著重說(shuō)明的是引用指針是分配在棧上。聲明Class1 cls1時(shí)并不會(huì)給Class1的實(shí)例分配內(nèi)存，而是分配一個(gè)棧變量cls1并設(shè)置為null,然后把它指向“堆。退出方法：當(dāng)方法退出時(shí)，它釋放了棧上所有內(nèi)存變量。換句話說(shuō)，棧上所有的"Int"變量都依據(jù)后進(jìn)先出的邏輯被釋放

4、掉了。要注意，此時(shí)不會(huì)釋放堆內(nèi)存，這種內(nèi)存稍后會(huì)被“垃圾收集器釋放?，F(xiàn)在可能會(huì)有很多朋友奇怪為什么要分配2種內(nèi)存，而不是僅用一種內(nèi)存。如果仔細(xì)觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)根本類型并不復(fù)雜，他們值包含簡(jiǎn)單的值，如i=0。對(duì)象數(shù)據(jù)類型很復(fù)雜，它們會(huì)引用其它對(duì)象或根本類型。換句話說(shuō)，它要保持其它多種多樣的引用，而每種類型必須存在內(nèi)存中。對(duì)象類型需要?jiǎng)討B(tài)內(nèi)存而根本類型需要靜態(tài)內(nèi)存。如果需要分配動(dòng)態(tài)內(nèi)存，那么就分配到堆上；反之在棧上。值類型與引用類型現(xiàn)在我們明白了棧和堆，接下來(lái)看值類型和引用類型。值類型的數(shù)據(jù)和內(nèi)存在同一個(gè)位置，而引用類型是一個(gè)指向內(nèi)存的指針。下面例如是一個(gè)整形數(shù)據(jù)類型變量i被賦給另一個(gè)整形數(shù)據(jù)類型變

5、量j。它們的內(nèi)存值都分配在棧上。當(dāng)我們把一個(gè)int值分配給另外一個(gè)int值時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)立一個(gè)完全不同的拷貝。換句話說(shuō)，你可以改變其中任何一個(gè)而不會(huì)影響另外一個(gè)。這種數(shù)據(jù)類型被稱為值類型。當(dāng)我們創(chuàng)立一個(gè)對(duì)象，并把一個(gè)對(duì)象賦給另外一個(gè)對(duì)象時(shí)，它們的指針指向相同的內(nèi)存(如以下圖，當(dāng)我們把obj賦給obj1時(shí)，它們指向相同的內(nèi)存。換句話說(shuō)，我們改變其中一個(gè)，會(huì)影響到另外一個(gè)，這種類型稱為引用類型。那么那種類型是值類型和引用類型呢？在.NET中，依據(jù)數(shù)據(jù)類型，變量被分配到堆或棧上?！皊tring和"Object"是引用類型，其他根本類型被分配到棧上，是值類型，如以下圖：裝箱與拆箱通過(guò)上面學(xué)習(xí)，我們學(xué)到了很多有用的東西，其中最有用的是明白了當(dāng)把數(shù)據(jù)從棧移動(dòng)到堆上時(shí)會(huì)有性能損失。如以下圖實(shí)例，當(dāng)我們把一個(gè)值類型裝箱為引用類型時(shí)，數(shù)據(jù)從棧移動(dòng)到堆上。反之，數(shù)據(jù)從堆移動(dòng)到棧上。這種在堆和棧之間的移動(dòng)帶來(lái)了性能的損失。數(shù)據(jù)從值類型轉(zhuǎn)變?yōu)橐妙愋偷倪^(guò)程稱為“裝箱，反之為“拆箱。如果編譯上面的代碼，在ILDASM中看IL代碼就會(huì)發(fā)下如何進(jìn)行裝箱拆箱操作的，如下：裝箱拆箱的性能影響為了揭示裝箱拆箱如何影響性能，我們把下面代碼運(yùn)行10000次。一個(gè)函數(shù)有裝箱操作，另一個(gè)只有簡(jiǎn)單代碼。