浅谈值类型和引用类型在堆和栈中的存储一

首先，让我们来简单了解一下什么是“栈”（stack），什么是“堆”（heap）。“栈”其实就是一种后入先出（LIFO）的数据结构。在我们.NET Framework里面，由CLR负责管理，我们程序员不用去担心垃圾回收的问题；每一个线程都有自己的专属的“栈”。“堆”的存放就要零散一些，并且由 Garbage Collector（GC）执行管理，我们关注的垃圾回收部分，就是在“堆”上的垃圾回收；其次就是整个进程共用一个“堆”。

 

 

我们先来记住两条黄金法则：

1.引用类型总是被分配到“堆”上。

2.值类型总是分配到它声明的地方：

   a.作为引用类型的成员变量分配到“堆”上

   b.作为方法的局部变量时分配到“栈”上

 

要真正理解上面的两条黄金法则，还需要了解一下，“栈”和“堆”是如何工作的。首先以下面的这个方法为例：

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

1.方法AddFive()被压入“栈”

2.紧接着方法参数pValue被压入“栈”

3.然后是需要为result变量分配空间，这时被分配到“栈”上。

4.最后返回结果

通过将栈指针指向 AddFive()方法曾使用的可用的内存地址，所有在“栈”上的该方法所使用内存都被清空，且程序将自动回到“栈“上最初的方法调用的位置。

 

 

下面我们来看看，值类型的变量分配到“堆”上到情况。

public class MyInt
{
    public int MyValue;
}

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

和前面一样，线程开始执行函数，函数参数被压入线程堆栈。

由于 MyInt 为引用类型，它被分配在“堆”上，并且由一个位于“栈”上的指针引用。

AddFive()函数执行完毕后，“栈”同样会被清空。

 

最后，只剩下一个 MyInt 类被留在“堆”上（“栈”上再也没有指向这个 MyInt 类的指针）！这个时候就需要GC机制来处理了。

 

好了，大家对“栈”和“堆”有一定的了解之后，下面让我们来稍微深入一点，来看两个例子。

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

返回值大家其实已经知道了吧，还是3。这是为什么呢？这是因为，值类型，使用的就是值本身，其实在做int y = x的时候，就把3做了一份“拷贝”赋值给了y，然后在y = 4的时候，操作的是这个“拷贝”，并不会操作原来的3。

接下来我们看另外一个例子，MyInt还是使用上面例子中使用过的MyInt类。

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

在这个代码中，x.MyValue是否还是会是3呢？是否y.MyValue还是操作的3的“拷贝”呢？其实只要运行一下这个代码，就可以得出结果，x.MyValue还是被修改成了4。这是因为，当我们使用引用类型时，我们实际上是在使用指向这些对象的地址，而不是直接使用这些对象本身。

 

好了，暂时就介绍到这里，如果有什么疑问，或者有误的地方，欢迎大家指点和交流。