Question

这可能是一个非常简单的问题，但我在SO上找不到答案，也不知道有人问我答案：

我可以这样写一个简单的c＃方法：

private void foo()
{
   int a = 1;
   int b = 5;
}

如果CIL-Code（由编译器创建）由公共语言运行时执行，它将在堆栈顶部创建以下字段，而执行控件在方法内：

b = 5
a = 1

但是现在，我扩展了Method来访问名为“a”的字段：

private void foo()
{
   int a = 1;
   int b = 5;
   Console.WriteLine(a);
}

现在CLR必须访问不在堆栈顶部的字段，但根据FILO（先进先出）原则，它必须在访问之前处理请求字段之上的所有字段。

在请求字段“a”上方的堆栈上名为“b”的字段会发生什么？

CLR无法删除它，因为之后执行方法可能会使用它，那么会发生什么呢？

AFAIK，只有两种方法可以存储字段，堆栈或堆。将它移到堆中将没有多大意义，因为这将从CLR堆叠中获得所有好处。 CLR是否会创建类似第二个堆栈的东西？

这是如何运作的？

-edit -

也许我没有清楚地解释我的意图。

如果我写一个像这样的方法：

private void foo()
{
   int a = 1;
   int b = 5;
   Console.WriteLine(a);
   Console.WriteLine(b);
}

CLR首先在堆栈上写入2个字段，然后以相反的顺序访问它们。

首先，它必须访问字段“a”，但为了达到它，CLR必须处理位于堆栈上字段“a”之上的字段“b”。它不能从堆栈中删除字段“b”，因为它必须在之后访问它。

这是如何工作的？

Answer 1

变量不是单独堆叠的;堆栈包含“框架”。每个帧包含当前方法调用所需的所有变量（本地，参数等）。因此，在您的示例中，a和b在同一帧中彼此并存，并且无需删除其中任何一个。当方法foo完成时，整个堆栈帧从堆栈中弹出，将调用方法的框架保留在顶部。

The wikpedia article可能会提供一些启示。

Answer 2

调用堆栈不是严格意义上的“纯”堆栈，您只能与顶层元素进行交互。在调用堆栈中，您正在堆叠整个函数调用和/或整个变量范围，而不是变量。

例如，如果调用了一个新函数，比如foo()，它会将两个变量a和b置于堆栈顶部，并具有对它们的完全访问权限。它（通常）不知道堆栈上那些变量以下的任何东西。

我们来看看这段代码：

void foo() { // << Space is allocated on the stack for a and b.
             // << Anything in this scope has full access to a and b.
             // << But you cannot (normally) access anything from the
             // << calling function.
    var a = 1;
    var b = 2;

    if (a == 1) {  // << Another variable scope is placed on the stack.
                   // << From here you can access a, b and c.
        var c = 3;
    } // << c is removed from the stack.
} // << a, b and anything else in foo() is removed from the stack.

Answer 3

也许以下简化表示可以清理事物。在调用Console.WriteLine之前，堆栈的顶部看起来像这样：

|5| // b
|1| // a

在Console.WriteLine内，为其参数添加了一个额外的堆栈框架（称为value，它获取变量a的副本）：

|1| // value = a
|5| // b
|1| // a

一旦Console.WriteLine返回，弹出顶部框架并再次成为堆栈：

|5| // b
|1| // a

Answer 4

你有关于堆栈的错误心理形象，它只是在方法调用之间的堆栈。在方法中，堆栈帧的作用类似于局部变量数组。托管代码的堆栈框架也没有什么特别之处，它与本机C或C ++代码中使用的堆栈框架一样完全。

局部变量与EBP寄存器（堆栈帧指针）有固定的偏移量。该偏移量由JIT编译器确定。

您发布的代码的具体结果是，即时编译器中内置的优化器将消除未使用的局部变量。最后一个示例中的a变量很可能最终出现在cpu寄存器中，而不会出现在堆栈中。标准优化。

Answer 5

当涉及到CLR时，最好将局部变量视为编号为“slot”的邮箱。存储在那些“槽”中的值是否在方法的堆栈帧中结束（其他人已经涵盖了这个概念），存储在CPU寄存器中甚至完全优化的是抖动细节。有关更多信息，请参阅IL Stloc指令。

最好考虑运行执行堆栈的CLR，并根据正在执行的指令弹出和推送值。管理代码如何在CPU上执行和执行的基本细节是一个单独的问题，这是传统的堆栈帧，寄存器和指针解除引用重新发挥作用的地方。然而，从IL级别的CLR来看，这些事情（大部分）并不重要。

Answer 6

有四个相关但不同的概念：C＃中的局部变量，CIL中的局部变量，CIL中的堆栈和本机堆栈。

请注意C＃locals如何映射到CIL以及CIL本地和堆栈映射到本机内存是如何实现定义的，因此您不应该依赖于任何此类。

你知道C＃locals是什么。它们可以表示为CIL本地，但它们通常不会继续使用CIL堆栈（C＃编译器中可能会进行一些优化）。但是也有很少的其他选择：本地可以完全优化掉，如果不需要，或者可以编译为具有不可言名的类的类中的字段（lambdas的闭包变量，yield方法中的变量或async方法）。此外，即使一些C＃本地编译为CIL本地，它们也不必映射1：1，因为如果编译器知道这样做是安全的，那么一个CIL本地可用于更多C＃本地。

在CIL中，有局部变量并且有堆栈。局部变量与堆栈完全分离，并且有不同的CIL指令用于处理它们中的每一个。局部变量用于保持较长时间所需的值，并且可以随时访问每个本地。 CIL堆栈主要包含正在使用的值：指令的参数及其返回值。在堆栈中，只能访问最高值。

CIL本地和CIL堆栈实际上都放在本机堆栈上，但如果它们适合，它们通常只在寄存器中。当然，JIT编译器可以进行任何其他优化。正如其他人所说，当前方法堆栈中的任何值都可以随时访问，而不仅仅是顶层。

如何通过CLR访问C＃堆栈？

6 个答案: