Question

我正在通过C＃阅读'CLR'并且在回顾'运行时的事物如何关联'以及'原始，参考和值类型'时，我感到有些困惑。如果我从Main获得以下代码 -

void DoSomething(int x) 
{
  int m = x/2;
  int n = SomeMethod1(m);
      n = (n * 2) + x; 
  int k = SomeMethod2(n);
      m += (k*3);
}

代码没有任何用处，但我只是想了解本地整数变量和内存分配的行为。

我理解m，n和k驻留在堆栈上？现在，对于最后一行（我忽略了变量n），必须修改'm'的值。那么必须弹出堆栈中的其他所有内容并更新“m”的值？与堆上装箱和拆箱的开销相比，这可以忽略不计吗？如果堆叠高度更高，它会变得重要吗？

P.S：从讨论中排除GC（用于装箱和拆箱），这绝对是一种开销，而且这只是试图理解行为，可能/可能不是实际场景。

Answer 1

不，没有人说m，n或k应该在堆栈上。最有可能的是，他们会在登记册中，因为你甚至不使用相互依赖，他们甚至不必同时在那里。 JIT编译器非常擅长运行时优化，除了方法参数（或它们的引用）之外，堆栈几乎不用于任何东西。 GC在寄存器或堆栈中都没有电源 - 堆栈的释放方式与本机代码相同。只有堆是GC的域。

这是一个常见的误解，因为在IL（中间语言C＃编译成）中，实际上使用堆栈所有内容。但是，这是不在您的机器上执行的内容 - IL代码由JIT编译器再次编译。当然，JIT编译器也可以自由地在堆栈上执行所有操作，但这很愚蠢。简单的示例时间：

x + y

将编译为此IL（伪代码）：

push y
push x
op_Add

因此，对于一个简单的整数加法，它需要进行一个方法调用并且需要两次推送才能进行堆栈。不是非常昂贵，但如果您正在尝试进行任何严肃的计算，那么您就会遇到麻烦。

但是，JIT编译器会产生更像这样的东西：

add ax, bx

它非常聪明，所以它实际上经常使用寄存器甚至是方法参数 - 如果它是安全的。

但请注意，所有这些只是一个实现细节 - 在这种情况下，是性能优化。一个整数可能很容易存在于堆上（事实上，如果它是盒装的，或者是堆上另一个对象的一部分），它就会存在。

所以，显然，最快的是CPU内部支持的东西 - 如上例所示，将两个寄存器一起添加。很快。

使用堆栈通常仍然非常快。并不是对堆的分配是昂贵的 - 实际上，堆和堆栈分配的成本大致相同。它会导致重新分配 - 堆需要进行垃圾收集和压缩，而堆栈只需要更改一个指针。

哦，你误解了你可以访问堆栈的方式。是的，有基本的push和pop指令，但这些指令不是唯一的方式。您可以像处理任何其他内存一样直接寻址堆栈的内存。事实上，这就是为什么你可以看到堆栈指针（如ESP）的全部观点。

Answer 2

该代码中的每个变量都是可变的并且是堆栈！

如果您想了解哪些不变性，请阅读Eric Lippert关于不变性的帖子：

之间会有细微差别

m = m + (k*3);
m += (k*3);

区别在于第二行更好，因为没有创建L1 / L2缓存中的临时注册表元素（m +（k * 3）），并且值被直接推回到变量值槽中。使其快3-12个循环（即小于1毫秒的1％）。尽量专注于重要的事情。