一.概念

堆棧是什么？

在說堆棧之前，先說說內(nèi)存是神馬？

內(nèi)存：程序在運(yùn)行的過程，電腦需要不斷通過CPU進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)計(jì)算的過程會(huì)讀取并產(chǎn)生運(yùn)算的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要一個(gè)存儲(chǔ)容器存放。這個(gè)容器，這就是內(nèi)存了。

我們知道C#是強(qiáng)類型語言，每個(gè)變量和常量都有一個(gè)類型，即所有的數(shù)據(jù)都會(huì)有一個(gè)類型。在.Net中，所有的類型又分為值類型和引用類型。簡單介紹一下。

值類型：使用int,float,struct，enum關(guān)鍵字直接繼承自System.ValueType定義的類型。

引用類型：Class，interface，string，delegate繼承自System.Object。

值類型和引用類型有什么區(qū)別吶？

主要區(qū)別在于值類型對(duì)象固定大小，引用類型對(duì)象可以指向任何類型，無法確定其大小。因此內(nèi)存區(qū)域分為棧和堆。值類型存儲(chǔ)在棧上，引用類型存儲(chǔ)在堆上。

二.棧和堆

棧：操作系統(tǒng)會(huì)為每條線程分配一定的空間，Windows為1M。在棧上的成員不受GC管理器的控制，直接由操作系統(tǒng)分配?；蛘呃斫鉃榇鎯?chǔ)短期較小數(shù)據(jù)塊，超出作用域，自動(dòng)釋放。

堆：主要用來存放引用類型對(duì)象，不需要我們?nèi)斯とシ峙浜歪尫?，由GC管理器托管。或者理解為存儲(chǔ)長期較大數(shù)據(jù)塊，超出作用域并不會(huì)被釋放，保持被分配的狀態(tài)。GC會(huì)處理未引用的堆內(nèi)存。

不同于值類型直接在棧中存放值，引用類型還需要在棧中存放一個(gè)指向堆中對(duì)象的值的地址。

值類型，引用類型區(qū)別詳見：https://www.cnblogs.com/u3ddjw/p/6756536.html

值類型和引用類型之間可以互轉(zhuǎn)嗎？

這個(gè)需求，是很常見，所以要說一下。答案是肯定的,當(dāng)然可以，這里就需要提到裝箱（值類型===>引用類型），拆箱（引用類型===>值類型）。

裝箱：

I.分配堆內(nèi)存

II.將值類型的實(shí)例字段拷貝到新分配的堆內(nèi)存中

III.返回托管堆中新分配的對(duì)象的地址在棧中。這個(gè)地址就是一個(gè)指向?qū)ο蟮囊谩?/p>

拆箱：

I.檢查對(duì)象實(shí)例，確保它是給定值類型的一個(gè)裝箱值。

II.將該值實(shí)例復(fù)制到值類型變量中。

三.GC垃圾管理器

①GC和堆內(nèi)存聯(lián)系

上述說到棧是操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)分配釋放，不需要我們?nèi)ス芾?。堆?nèi)存也是由GC控制管理。但是GC并不是實(shí)時(shí)管理的，是需要通過程序員手動(dòng)或系統(tǒng)定時(shí)觸發(fā)的。因?yàn)镚C是一個(gè)耗時(shí)的操作，可能在有些系統(tǒng)中觸發(fā)的不合時(shí)宜（明顯卡頓）。所以，GC也需要優(yōu)化，需要控制在合事宜的情況觸發(fā)。比如游戲中我們需要在切換Loading時(shí)觸發(fā)GC，而在游戲戰(zhàn)斗中控制不能被觸發(fā)。

因此優(yōu)化GC，就是優(yōu)化堆內(nèi)存，就是盡量減少堆內(nèi)存，及時(shí)回收堆內(nèi)存。

②GC是什么？

GC即（Gabarage Collector，垃圾回收器），歸屬于CLR（公共語言運(yùn)行時(shí)，可以理解為.Net虛擬機(jī)），專門用于回收托管堆內(nèi)存的

③GC如何釋放堆內(nèi)存的？

GC清理堆時(shí)，GC收集器會(huì)通過一定的算法清理堆中的對(duì)象，并且版本不同算法也不同。標(biāo)記-壓縮算法：通過一個(gè)圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來收集對(duì)象的根，這個(gè)根就是引用地址?？梢岳斫鉃?指向托管堆的關(guān)系線?。當(dāng)觸發(fā)這個(gè)算法時(shí)，會(huì)檢查圖中的每個(gè)根是否可達(dá)，如果可達(dá)，則對(duì)其標(biāo)記，然后在堆上找到剩余沒有標(biāo)記的對(duì)象進(jìn)行刪除，這樣，

那些不再使用的堆中對(duì)象就刪除了。

為了優(yōu)化內(nèi)存結(jié)構(gòu)，減少在圖中搜索的成本，GC機(jī)制又為每個(gè)托管堆對(duì)象定義了一個(gè)屬性，將每個(gè)對(duì)象分為三個(gè)等級(jí)，0代，1代，2代。

每當(dāng)new一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，該對(duì)象會(huì)被定義為第0代，當(dāng)GC開始回收的時(shí)候，先從第0代開始，在這樣一次回收動(dòng)作之后，0代沒有被回收的對(duì)象則被定義為第1代，當(dāng)回收第1代的時(shí)候，第1代中沒有被清理的對(duì)象會(huì)被定義為第2代。

CLR會(huì)為0/1/2代選擇一個(gè)預(yù)算的容量，0代通常為256k-4mb預(yù)算，1代為512-4m，2代不受限制，最大可擴(kuò)充至操作系統(tǒng)的整個(gè)內(nèi)存空間。代數(shù)越長說明這個(gè)對(duì)象經(jīng)歷了回收的次數(shù)越多，那就意味著該對(duì)象是最不容易被清除的。這種分代的思想將對(duì)象分割成新老對(duì)象，進(jìn)而配對(duì)不同的清除條件，這種巧妙的思想避免了直接清理整個(gè)堆（卡頓后果）。

擴(kuò)展說明：

比如Unity采用貝姆垃圾回收機(jī)制與.Net垃圾回收器相比一直有很大的限制。

I.貝姆垃圾回收：無分代\并行，執(zhí)行時(shí)所有線程阻塞；每次標(biāo)記都會(huì)訪問所有可達(dá)的對(duì)象（窮舉搜索垃圾）。這種方式極有可能在短時(shí)間造成幀率下降，影響玩家體驗(yàn)。

II.分代回收：效率高很多。

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