函数*实际*内的局部变量何时被分配

Question

对此感到好奇。以下是相同功能的两个代码片段：

void MyFunc1()
{
    int i = 10;
    object obj = null;

    if(something) return;
}

另一个是......

void MyFunc1()
{
    if(something) return;

    int i = 10;
    object obj = null;
}

现在，当某事为真时，第二个有没有分配变量的好处？或者，一旦调用函数并且将return语句移到顶部没有效果，总是会分配本地堆栈变量（在当前作用域中）？

A link to dotnetperls.com article说“当你在C＃程序中调用一个方法时，运行时分配一个单独的内存区域来存储所有的局部变量槽。即使你不这样做，这个内存也会在堆栈中分配访问函数调用中的变量。“

已更新
以下是这两个函数的IL代码的比较。 Func2指的是第二次剪断。似乎两个案例中的变量都是在开头分配的，但是在Func2（）的情况下，它们稍后会被初始化。所以我猜这样没有任何好处。

Answer 1

彼得·邓尼奥的回答是正确的。我想提请你注意你问题中更基本的问题：

  

当something为真时，第二个是否具有NOT分配变量的好处？

为什么要成为的好处？您的假设是为局部变量分配空间具有成本，不这样做有成本并且这种好处在某种程度上值得获得。分析局部变量的实际成本非常非常困难;有条件避免分配有明显好处的假设是不合理的。

解决您的具体问题：

  

调用函数后，总是会分配本地堆栈变量（在当前作用域中），并将return语句移到顶部没有效果？

我无法轻易回答这么复杂的问题。让我们把它分解成更简单的问题：

  

变量是存储位置。与局部变量关联的存储位置的生命周期是多少？

＆＃34;普通＆＃34;的存储位置局部变量 - 以及lambdas的形式参数，方法等 - 具有短暂的，可预测的寿命。在输入方法之前，他们都没有，并且在方法终止后，无论是正常还是异常，都没有。 C＃语言规范清楚地指出，如果这样做不会导致对单线程程序的可观察更改，那么在运行时允许局部变量生命周期更短。

＆＃34;异常＆＃34;的存储位置局部变量 - lambdas的外部变量，迭代器块中的局部变量，异步方法中的局部变量等等 - 具有在编译时或运行时难以分析的生命周期，因此被转移到垃圾收集heap，它使用GC策略来确定变量的生命周期。不要求清除这些变量 ;他们的存储生命周期可以随意扩展任意 C＃编译器或运行时。

  

未使用的本地可以完全优化吗？

是。如果C＃编译器或运行时可以确定从程序中删除local完全在单线程程序中没有可观察到的影响，那么它可能会随心所欲地这样做。基本上这会将其寿命缩短为零。

  

＆＃34;普通＆＃34;的存储位置如何？当地人分配了什么？

这是一个实现细节，但通常有两种技术。堆栈上保留了空间，或者注册了本地。

  

运行时如何确定本地是否已注册或放在堆栈中？

这是抖动优化器的实现细节。有很多因素，例如：

• 是否可以采取当地的地址;寄存器没有地址
• 本地是否作为参数传递给另一个方法
• local是否是当前方法的参数
• 所涉及的所有方法的调用约定
• 本地的大小
• 以及更多因素

  

假设我们只考虑放在堆栈上的普通本地人。是否会在输入方法时分配所有此类本地的存储位置？

同样，这是一个实现细节，但通常答案是肯定的。

  

所以＆＃34;堆栈本地＆＃34;有条件地使用的是否会有条件地从堆栈中分配出来？相反，它的堆栈位置将始终被分配。

通常，是的。

  

该决定固有的性能权衡是什么？

假设我们有两个本地，A和B，一个是有条件使用的，另一个是无条件使用的。哪个更快：

• 将两个单位添加到当前堆栈指针
• 将两个新堆栈槽初始化为零

或

• 将一个单位添加到当前堆栈指针
• 将新堆栈槽初始化为零
• 如果满足条件，则将一个单元添加到当前堆栈指针并将新堆栈槽初始化为零

请记住＆＃34;添加一个＆＃34;并且＆＃34;添加两个＆＃34;有相同的成本。

如果变量B未使用，则此方案不更便宜;如果 ，则两次成本。这不是一场胜利。

  

但空间怎么样？条件方案使用一个或两个单位的堆栈空间，但无条件方案使用两个无论如何。

正确。堆栈空间很便宜。或者，更准确地说，每个线程获得的百万字节堆栈空间非常昂贵，并且当您分配线程时，该费用是预先支付。大多数程序从不使用接近一百万字节的堆栈空间;试图优化这个空间的使用就像花一个小时决定是否支付5.01美元的拿铁咖啡与5.02美元，当你在银行有一百万美元;它不值得。

  

假设有条件地分配100％基于堆栈的本地人。抖动是否可以在条件代码后添加到堆栈指针？

理论上，是的。抖动是否真正实现了这种优化 - 一种节省不到十亿分之一秒的优化 - 我不知道。请记住，抖动运行的任何代码都可以决定节省十亿分之一秒的代码，这些代码需要的时间远远超过十亿分之一秒。再说一次，花几个小时担心便士是没有意义的;时间就是金钱。

当然，你节省的第十亿分之一将成为共同的道路是多么现实？大多数方法调用执行某些操作，而不是立即返回。

另外，请记住，无论这些插槽是否具有名称<，都必须为所有未注册的临时值插槽移动堆栈指针 / em>与否。有多少场景确定方法是否返回本身的条件没有接触堆栈的子表达式？因为 你实际提出的条件得到了优化。这看起来像是一组极其微小的场景，在这些场景中你获得的收益微乎其微。如果我正在编写一个优化器，那么我将花费百分之零的宝贵时间来解决这个问题，因为我可以优化的是多汁的低悬的水果场景。

  

假设有两个本地，每个在不同条件下有条件地分配 。除了可能执行两个堆栈指针移动而不是一个或零之外，条件分配方案是否会产生额外成本？

是。在简单的方案中，您将堆栈指针移动两个插槽并说“＃34;堆栈指针是A”，堆栈指针+ 1是B＆＃34;，您现在可以使用一致的方法来表征变量A如果你有条件地移动堆栈指针，那么有时堆栈指针是A，有时它是B，有时它不是。这使使用 A和B的所有代码变得非常复杂。

  

如果本地人被注册了怎么办？

然后这成为寄存器调度的问题;我将向您介绍有关该主题的大量文献。我远非专家。

Answer 2

确定何时发生 for your program ，当你运行时，唯一的方法是查看JIT编译器发出的代码你运行你的程序。我们都不能用权威回答具体问题（好吧，我想有人写过CLR可以，只要他们知道你正在使用哪个版本的CLR，以及可能的其他一些关于配置和你的实际程序代码的细节）。

局部变量堆栈上的任何分配都是严格的“实现细节”。而CLS并没有向我们承诺任何具体的实施。

一些本地人永远不会在堆栈本身堆积，通常是由于存储在寄存器中，但是运行时使用堆空间代替是合法的，只要它保留了本地变量的正常生命周期语义。

另见Eric Lippert的精彩系列The Stack Is An Implementation Detail