内存模型的变化

内存模型也是学习编程语言一个很重要的方面，随着程序的执行，内存模型时时刻刻都在发生着变化。学习一门编程语言需要有“时间”和“空间”上的认识，对于C#语言来说，“时间认识“从大的方面来说就是需要区分编译时和运行时的概念，”空间认识“即对内存模型和内存模型的实时变化有一个很好的了解。下面我们通过一个例子来看看内存模型的实时变化。下面先给出代码。

using System;
class Point
{
     int x;
     int y;   
     public Point(int x,int y)
     {
          this.x=x;
          this.y=y;
     }         
     public void Print()
     {
          Console.WriteLine("x={0},y={1}",this.x,this.y);
     }
    }
    
    class Test
    {
          public static void Main()
          {
               int IntNum=100;
               Console.WriteLine(IntNum);               
               Point p2=new Point(10,20);
               for(int i=0;i<=100;i++)
               {
                    if (i==100)
                    {
                         p2.Print();
                        }
                   }
          }
    }

首先，调用C#编译器编译这段代码为IL代码和元数据，生成名为Test.exe的程序集。

程序集编译好以后，接下来我们就可以编写执行指令来执行这段程序了，这时候进程开启，系统为当前进程分配一定的内存空间，接下来JIT编译器就开始对虚拟机指令（IL代码和元数据）进行即时编译了，根据JIT编译器的两大编译原则：1.以方法为单位整体编译。2.按需编译，只编译一次。JIT编译器首先找到入口点函数的地址，从这里开始进行编译，以上面的程序为例，根据两大原则，JIT编译器仅对Main函数进行了编译，而Print函数只是编译了对其的调用关系，并没有编译Print函数的实现，此时编译好的本地代码存储在当前进程的内存中。即时编译完成后，开始执行（运行时），此时内存模型开始建立，内存模型的建立离不开堆结构和栈结构，其中栈具有以下特征：1.数据的存放顺序为后进先出。2.与函数的执行紧密相关（其存在具有临时性）。3.自我销毁性。托管堆具有以下特点：1.具有全局性（共享）2.受垃圾收集器的管理。3.数据的存放具有连续性。由于Main函数的执行，此时在内存中形成了Main函数的栈以及存放在托管堆内存区实例对象p2。

当Main函数执行到for循环内部，且当i=100时，此时需要执行Print函数，但是此时却发现Print函数还没有经过编译，此时JIT编译器再一次启动并对Print函数进行编译，编译后的结果存储在当前进程的内存中，编译完成后，开始执行Print函数，此时就又需要为Print函数建立一个栈结构，因此内存模型发生了一次变化。当Print函数执行完毕以后，Print函数所对应的栈就自我销毁了。但是Print函数编译好的本地代码仍然还存在于当前进程的内存中，因此只要当前进程不关闭，如果Print函数再一次被执行，此时就不需要再经过JIT编译了，直接执行就可以了，而上次执行完以后Print函数对应的栈已经被销毁了，因此就需要从新建栈。

当Main函数执行完以后,程序结束，Main函数所对应的栈也自动销毁了，垃圾收集器会对托管堆上的对象进行收集，存放在当前进程内存中的本地代码内存也被清除了，最后进程关闭，当前进程的内存被回收。