值類型 引用類型 堆棧 堆 之 異想

看了很多值類型 和 引用類型的文章（谷歌能搜索出來的）

看了越多疑問越大，而這些資料中沒有具體的說明。

問題：

1、堆棧 和 堆 分別存于計算機的哪個硬件（CPU緩存，內存，硬盤）？

2、為什么只有值類型和引用類型？

3、為什么說引用類型是指針？

4、堆棧必堆小小多少？

以下是個人的分析，不是權威結果。

1、堆棧 和 堆 分別存于計算機的哪個硬件（CPU緩存，內存，硬盤）？

使用排除法來看這個問題

（1）CPU緩存

（2）內存

（3）硬盤

（3）可以排除堆棧的可能，因為 硬盤最慢

（2）最有可能存堆棧，因為 速度適中，且相對來說存儲空間足夠大

（1）可能性很小，應為僅幾年來CPU的緩存越來越大 但目前家用級別的CPU的1，2，3級緩存很少超過10MB（多核情況下每個核心分到的更少）；

真像可能就是堆棧和堆都是放在內存里的。

那么為什么堆棧比堆快呢？

個人認為這情況和hashtable與list等數據容器的差異，差不多。

存取方式決定的。

堆棧：只能存取值類型，且先進先出，不夠的時候直接壓棧（就像"向右看起"的命令一樣） --簡單快捷

堆：首先，堆的分配模式會存在碎片，并不是連續性的(這里直的是多個對象，找到一個適合的內存空間就把對象放進去，就像家居擺放物件一樣，有時候不貼個紙條的話，得找半天)。

2、為什么只有值類型和引用類型？

這個我覺得追溯到本源比較好解釋，就是CPU只能進行數學計算。（看下匯編代碼會好理解些）

值類型：就是數字，CPU可以直接進行運算。

引用類型：最終指向值類型的指針。object是指針，object的ToString的函數還是一個指針，ToString內有String類型還是指針，最終指向一個Char[] 字符集合

（注，我對String的理解就是Char[]）。

所以對象無法直接進行運算，只能通過指針找到能運算的部分，再進行運算。這也就是為啥只有2個類型了，一個是值用于運算，一個是指針，指向需要運算的地方。

3、為什么說引用類型是指針？

由上可知，引用類型是指針必然性。

一個Class內除了Int32等 值類型外其他皆是指針，委托，函數，函數內的對象，屬性，事件 都是指針。

根據這種特性，指針（引用類型）作為參數傳遞，出來的時候會根據函數內的改變而改變，而值要作為參數輸入并輸出的話就要ref了。

（注： 個人發現 DateTime 作為參數時具有值類型的特征）

4、堆棧必堆小小多少？

未知，希望有知道的朋友能給出測試方法或者結果

我的推測是既然是在內存，必然沒有限制，除非人為的限制

我使用線程測試內存上限時發現沒有具體的上限。我的是64位+8G內存的筆記本以下是測試結果：（線程內分別創建class和sturct）

X86: 一個應用程序只能達到1300多一點的線程，再也上不去了，提交內存約1440k

class:運行穩定。sturct：大約2分鐘 內存溢出

X64：一個應用程序只能達到8000多的線程，提交內存約10000k（還能繼續）

class:運行穩定。sturct：行穩定

最終 我的結論：在C#里class 和sturct 如果真的是一個分配在堆，一個分配在堆棧，那么堆棧和堆的空間大小沒有區別，只存在速度的區別

以下是測試代碼：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
for (var i = 0; i < 10000; i++)
{
Thread th = new Thread(() =>
{
abc a = new abc(1);
});
th.Start();
}
Console.ReadKey();
}
}
struct abc
{
public abc(Int32 x)
{
ds = String.Empty;
Test();
}
String ds;
private void Test()
{
while (true)
{
ds += "A";
Thread.Sleep(1000);
}
}
}
class bc
{
public bc(Int32 x)
{
ds = String.Empty;
Test();
}
String ds;
private void Test()
{
while (true)
{
ds += "A";
Thread.Sleep(1000);
}
}
}
}

IL：

class 的

// 代碼大小 28 (0x1c)

.maxstack 8

IL_0000: ldarg.0

IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()

IL_0006: nop

IL_0007: nop

IL_0008: ldarg.0

IL_0009: ldsfld string [mscorlib]System.String::Empty

IL_000e: stfld string ConsoleApplication1.bc::ds

IL_0013: ldarg.0

IL_0014: call instance void ConsoleApplication1.bc::Test()

IL_0019: nop

IL_001a: nop

IL_001b: ret

} // end of method bc::.ctor

sturct 的

// 代碼大小 20 (0x14)

.maxstack 8

IL_0000: nop

IL_0001: ldarg.0

IL_0002: ldsfld string [mscorlib]System.String::Empty

IL_0007: stfld string ConsoleApplication1.abc::ds

IL_000c: ldarg.0

IL_000d: call instance void ConsoleApplication1.abc::Test()

IL_0012: nop

IL_0013: ret

} // end of method abc::.ctor

堆棧容量測試：

using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApplication1
{class Program{static void Main(string[] args){String txt = System.IO.File.ReadAllText("demo.txt");//一個3.11MB的文本
Thread th = new Thread(() =>{abc a = new abc(1);for (var i = 0; i < 1000; i++){a.ds += txt;}});th.Start();Console.ReadKey();}}struct abc{public abc(Int32 x){ds = String.Empty;}public String ds;}}

測試結果：X64 能 提交內存3000K以上

?

我的結論和想法是這樣的：

首先我是站在CPU的角度去思考的。

1、堆棧 堆 可能都是一樣的指針，他們本身只是數據容器。

2、他們的區別在于存取方式不一致導致的存取速度不一樣。

3、堆棧 和堆 沒有具體大小，除非人為設置，且很有可能由CLR或者編譯器動態選擇數據容器。（畢竟我只能看到IL，看不到先X86反編譯匯編）

4、值類型傳參實為傳值，引用類型傳參實為傳地址（指針），這也是堆棧和堆數據使用上的區別。CPU對堆棧的態度是拿來就用，對堆就是找到再用。

通過 Wiz 發布