C#内存分配、堆栈的分配介绍

在分析内存分配时，应该先了解关于堆栈的区别

堆的分配向高地址扩展，而栈的分配向低地址扩展。

二。内存分配

关于内存的分配，首先应该了解分配在哪里的问题。CLR管理内存的区域，主要有三块，分别为： 
· 线程的堆栈，用于分配值类型实例。堆栈主要由操作系统管理，而不受垃圾收集器的控制，当值类型实例所在方法结束时，其存储单位自动释放。栈的执行效率高，但存储容量有限。 
· GC堆，用于分配小对象实例。如果引用类型对象的实例大小小于85000字节，实例将被分配在GC堆上，当有内存分配或者回收时，垃圾收集器可能会对GC堆进行压缩，详情见后文讲述。

1   public class VIPUser:User
2     {
3        //分配1Byte
4        public bool isVip;
5        public bool IsVipUser()
6        {
7            return isVip;
8        }
9         static void Main(string[] args)
10         {
11             //分配内存空间和初始化操作
12             VIPUser aUser;
13             //将对象引用赋给aUser变量，建立aUser和VIPUser的关联
14             aUser = new VIPUser();
15             //Q:类型的分配的字节数？
16             //就本类而言需要15Byte。但是实例对象所占的字节总数还要加上对象附加成员所需的字节数，其中包括附加成员TypeHandle和SyncBlockIndex共8个字节。在托管堆上分配的字节总数为23字节，而堆上的内存块总是按照4Byte的倍数进行分配，因此本类中将分配24字节的地址空间
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18             //最后调用对象构造器，进行对象初始化操作，完成创建
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20             //构造过程
21             //a.构造VIPUser类型的Type对象，主要包括静态字段、方法表、实现的接口等，并将其分配在上文提到托管堆的Loader Heap上。
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23             //b.初始化aUser的两个附加成员：TypeHandle和SyncBlockIndex。将TypeHandle指针指向Loader Heap上的MethodTable，CLR将根据TypeHandle来定位具体的Type；将SyncBlockIndex指针指向Synchronization Block的内存块，用于在多线程环境下对实例对象的同步操作。
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25             //c.调用VIPUser的构造器，进行实例字段的初始化。实例初始化时，会首先向上递归执行父类初始化，直到完成System.Object类型的初始化，然后再返回执行子类的初始化，直到执行VIPUser类为止。以本例而言，初始化过程为首先执行System.Object类，再执行User类，最后才是VIPUser类。最终，newobj分配的托管堆的内存地址，被传递给VIPUser的this参数，并将其引用传给栈上声明的aUser。
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27             aUser.isVip = true;
28             Console.WriteLine(aUser.IsVipUser());
29             //上述过程，基本完成了一个引用类型创建、内存分配和初始化的整个流程
30         }
31     }
32     public class UserInfo
33     {
34         //分配4个字节
35         private Int32 age = -1;
36         //分配2个字节
37         private char level = 'A';
38     }
39     public class User
40     {
41         //分配4byte
42         private Int32 id;
43         //保存了UserInfo的引用 占用4Byte
44         //仅是一个引用(指针），保存在线程的堆栈上，占用4Byte的内存空间 用于保存user对象的有效地址 现在试图对user的任何操作将抛出NullReferenceException
45         private UserInfo user;
46     }

 LOH（Large Object Heap）堆，用于分配大对象实例。如果引用类型对象的实例大小不小于85000字节时，该实例将被分配到LOH堆上，而LOH堆不会被压缩，而且只在完全GC回收时被回收。 

在了解内存分配之前  首先了解一下三个概念

 TypeHandle，类型句柄，指向对应实例的方法表，每个对象创建时都包含该附加成员，并且占用4个字节的内存空间。我们知道，每个类型都对应于一个方法表，方法表创建于编译时，主要包含了类型的特征信息、实现的接口数目、方法表的slot数目等。

· SyncBlockIndex，用于线程同步，每个对象创建时也包含该附加成员，它指向一块被称为Synchronization Block的内存块，用于管理对象同步，同样占用4个字节的内存空间。

· NextObjPtr，由托管堆维护的一个指针，用于标识下一个新建对象分配时在托管堆中所处的位置。CLR初始化时，NextObjPtr位于托管堆的基地址。

三。继承本质论

1             //Bird bird创建的是一个对象的引用，而new Bird()是创建Bird对象，分配内存和初始化操作，然后将对象引用赋给bird变量，也就是简历bird和Bird 之间的关联
2             Bird bird = new Bird();
3             //2.从继承的角度来分析CLR在运行时如何执行对象的创建过程
4                 //2.1 首先是字段的创建 字段的存储顺序由上到下排列，最高层类的字段排在最前面
5                 //2.2方法表的创建是类第一次加载到AppDomain时完成的，在对象创建时只是将其附加成员TypeHandle指向方法列表Loader Heap上的地址，将对象与其动态方法列表相关联起来，因此方法表示先于对象存在的。 
6             Chicken ch = new Chicken();