C#内存分配

博文带着3个疑问学习：（整理的有错误，请大家帮我改正）

CLR：它负责资源管理（内存分配和垃圾收集等），并保证应用和底层操作系统之间必要的分离

问题1：CLR(Common Language Runtime 公共语言运行时)管理内存的三块区域是什么？

问题2：哪些操作会 创建对象和分配内存？

问题3：内存的分配机制？

 

1. CLR管理内存的三块区域
   注：内存——堆栈   堆（托管堆）

 

线程的堆栈：用于分配值类型的实例-有操作系统管理分配释放内存。
GC堆（托管堆）：用于分配引用类型的实例对象内存小于8500 byte的。当有内存分配时，垃圾回收器"可能"会对GC堆进行压缩。
LOH堆（Large Object Heap）：用于分配引用类型的大对象实例（大于8500byte）,不会被垃圾回收器压缩，而且只在GC堆完全被回收时回收。

 

1. 哪些操作会 创建对象和分配内存？
   IL指令：.net中间语言
   newobj:引用类型对象创建
   ldstr:string类型对象创建
   newarr:数组对象创建
   box:值类型转换引用类型，值类型字段拷贝到托管堆上发生 内存分配

 

3.内存的分配机制
3.1 堆栈的内存分配机制
对于值类型：当作为类的值类型成员时，这个时候值类型将被分配在托管堆（堆）上。如：

class Car
{
    int carYear;
    string carName;
}

 

即：Car oneCar=new Car();  这个Car类的引用变量将被分配在线程堆栈上，而这个对象的成员，如：carYear,carName将被分配在堆上。

 

对于堆栈的变量来说，是由操作系统来分配和释放内存的，操作系统维护着一个堆栈指针来指向一个自由空间（未被分配的内存的开始位）。堆栈的分配是从高位——>低位，而释放是从低位——>高位，如：

 

static void Main()
{
    int i=1;
    char a='A';

}

 

分析：
分配
第一步：C#程序从Main函数开始，每个线程堆栈都有一个初始化地址，比如这个程序的初始化地址是100；
第二步：int类型占有4字节，那么开始堆栈指针是在100这个位置，然后分配4字节给值为1的Int类型（100-97）保存，然后堆栈指针指向96.
第三步：char类型占有2字节，那么堆栈指针由96指向94。
第三步：当运行到右括号的时候，将会释放内存
释放
第四步：释放的步骤是分配的反方向，堆栈指针逐步向上移动。

注：上面的方式更可以说是“局部变量的分配机制”，因为这些值类型变量随着方法的结束而结束，效率高，但是内存容量小。

3.2 堆（托管堆）的内存分配机制
对于引用类型：引用类型的变量的内存是分配在堆栈上的，而引用类型的对象实例的内存是分配在托管堆上的。
对于托管堆里有2个重要的区域：GC堆和加载堆（Loader Heap）

 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            B b =unll;
　　　　　　　b = new B()；
            b.fild1 = 11;
            A a = b;
            a.fild1 = 12;
            Console.WriteLine("B类型b对象的值为：{0}",b.fild1);
            Console.WriteLine("A类型a对象的值为：{0}", a.fild1);
            Console.ReadKey();
        }
    }

    public class A
    {
        public int fild1;
    }

    public class B:A
    {
        public int fild2;
    }

回归到我们上一个博客讲解的内容：

　　分配
　　　　第一步：Main函数开始，声明一个B类型变量，这只是一个引用,或者说是一个指针，它是存储在堆栈上的，占有4个字节。这个时候，没有指向对象，初始化为NULL。

 　　　　第二步：new对象，这个过程很复杂，因为IL（中间代码）代码为newobj，这个过程会一直向上查找其所有父类，直到Object类型，并且这个过程会计算类型和所有继承关系类型的字段，并且返回一个总的占有字节数。

　　　　第三步：分配内存对于堆栈是 先进后出，向低位扩展 ，分配内存是由上-下，释放内存是由下-上。

　　　　　　对于堆是 先进先出，向高位扩展。分配内存是由下-上,由GC回收器回收内存。

　　　　　　对于引用类型，父类在前子类在后，当发现内存不足时，会启动GC回收器，回收垃圾对象占用的内存。

　　　　第四步：调用构造函数，进行初始化，完成创建对象过程

　　　注意：对于b对象的回收不是出了大括号就回收了对象而是等到GC回收器回收的对象

　　在这里就很好解释为什么我们输出的a对象和b对象的值都为12.在我们的转换的过程并没有在堆中开辟新的内存空间。一直都是用的可以说是a对象的指针去改变堆中对象的值。