框架-内存管理-变量创建与销毁
作者：vuefine
⽂献：《C#⾼级编程》 christian Nagel编著
说明：⽂章代码，例⼦，图形，总结思路，都是⾃⼰原创
前⾔
运⾏库通过垃圾回收器⾃动处理回收托管资源，⾮托管的资源需要⼿动编码处理。理解内存管理的⼯作原理，有助于提⾼应⽤程序的速度和性能。废话少说，切⼊正题。主要阐述的概念见下图:
概念
内存：⼜称为虚拟内存，或虚拟地址空间，windows使⽤虚拟寻址系统，在后台⾃动将可⽤的内存地址映射到硬件内存中的实际地址上，其结果便是32位处理器上的每个进程都可以使⽤4GB的内存，⽤来存放程序的所有部分，包括可执⾏代码（exe⽂件），代码加载的所有DLL，程序运⾏时使⽤的所有变量的内容。
内存栈
在进程的虚拟内存中，存在的⼀个变量的⽣存期必须嵌套的区域。
内存堆
在进程的虚拟内存中，在⽅法退出后的很长⼀段时间内数据仍是可⽤的区域。
托管资源
垃圾回收器在后台能⾃动处理的资源
⾮托管资源
需要⼿动编码，通过析构函数，Finalize，IDisposable，Using等机制或⽅法处理的资源。
内存栈
观猎王维 值类型数据存储在内存栈中，引⽤类型的实例地址值也放在内存栈中（见内存堆的讨论），内存栈的⼯作原理，透过下⾯⼀段代码理解：
{ //block1开始
语文预习方法int a;
//solve something
{//block2开始
int b;
// solve something el
}//block2结束
}//block1结束
以上代码注意2点：
1）C#中变量的作⽤域，遵循先声明的后超出作⽤域，后声明的先超出作⽤域，即b先释放，a后释放，释放顺序总是与它们分配内存的顺序相反。
2）b在⼀个单独的块作⽤域（block2）中，⽽a所在的块名称为block1，其内嵌套着block2。
请看下⾯⽰意图：
栈内存管理中，始终都维护着⼀个栈指针，它始终指向站区域中下⼀个可⽤的地址，名字为sp，如图所⽰，假定它指向编号为1000的地址。
变量a ⾸先⼊栈，假定机⼦是32位的，int型占4个字节，即997~1000，⼊栈后，sp指向996，可见内存栈的增长⽅向为从⾼地址向低地址⽅向。
然后b⼊栈，占据993~996，sp指向992。当超越块block2 时，变量b⽴即释放在内存栈上的存储，sp增加4个字节，指向996。
向外⾛，超越块block1 时，变量a ⽴即释放，此时sp再增加4个字节，指向原来的初始地址1000，后⾯再⼊栈时，这些地址再被占⽤，然后再被释放，循环往复。
内存堆
尽管栈有⾮常⾼的性能，但对于所有的变量它还是不太灵活，因为位于内存栈上的变量的⽣存期必须嵌套。许多情况下，这种要求过于苛刻，因为我们希望有些数据在⽅法退出后的很长⼀段时间内还是可⽤的。
只要是⽤new运算符来请求的堆存储空间，就满⾜数据声明期延时性，例如所有的引⽤类型。在中使⽤托管堆来管理内存堆上的数据。
中的托管堆和C++使⽤的堆不同，它在垃圾回收器的控制下⼯作，⽽C++的堆是低级的。
既然引⽤类型的数据存储在托管堆上，那么它们是如何存储的呢？请看下⾯代码
void Shout()
{
Monkey xingxing; //猴⼦类
xingxing = new Monkey();
}武夷水仙茶
在这段代码中，假定两个类Monkey和AIMonkey，其中AIMonkey类扩展了Monkey对象。
在这⾥，我们称Monkey为⼀个对象，称xingxing为它的⼀个实例。
⾸先，声明了⼀个Monkey引⽤xingxing，在栈上给这个引⽤分配存储空间，记住这仅是⼀个引⽤，⽽不是实际的Monkey对象。记住这⼀点很重要
然后看下第2⾏代码：
它完成的操作：⾸先，它分配堆上的内存，以储存Monkey对象，注意了这是⼀个真正的对象，它不是⼀个占⽤4个字节的地址 假定Monkey对象占⽤64个字节，这64个字节包含了Monkey实例的字段，和中⽤于识别和管理Monkey类实例的⼀些信息。这64个字节实在内存堆上分配的，假定内存堆上的地址1937~2000。new操作符返回⼀个内存地址，假定为997~1000，并赋值给
xingxing。⽰意图如下所⽰：
记住⼀点：
与内存栈不同的是，堆上的内存是向上分配的，由低地址到⾼地址。
从上⾯的例⼦中，可以看出建⽴引⽤实例的过程要⽐建⽴值变量的过程更复杂，系统开销更⼤。那么既然开销这么⼤，它到底优势何在呢？引⽤数据类型强⼤到底在哪⾥
请看下⾯代码：
纹身艺伎图片xingxing = new Monkey();
{//block1
Monkey xingxing; //猴⼦类
xingxing = new Monkey();
{//block2
Monkey jingjing = xingxing; //jingjing 也引⽤了Monkey 对象
//do something
}
//jinjing 超出作⽤域，它从栈中删除
//现在只有xingxing 还在引⽤Monkey
}
//xingxing 超出作⽤域，它从栈中删除
//现在没有在引⽤Monkey 的了
把⼀个引⽤实例的值xingxing赋值予另⼀个相同类型的实例jingjing，这样的结果便是有两个引⽤内存中的同⼀个对象Monkey了。当⼀个实例超出作⽤域时，它会从栈中删除，但引⽤对象的数据还是保留在堆中，⼀直到程序终⽌，或垃圾回收器回收它位置，⽽只有该数据不再有任何实例引⽤它时，它才会被删除！
随便举⼀个实际应⽤引⽤的简单例⼦：
//从界⾯抓取数据放到list中
List<Person> persons = getPersonsFromUI();
//retrieve the persons from DB
List<person> personsFromDB = retrievePersonsFromDB();
//do something to personsFromDB
getSomethingToPersonsFromDB();
请问对personsFromDB的改变，能在界⾯上及时相应出来吗？
不能！
请看下⾯修改代码：
//从界⾯抓取数据放到list中
List<Person> persons = getPersonsFromUI();钱江龙
//retrieve the persons from DB
List<Person> personsFromDB = retrievePersonsFromDB();
int cnt = persons.Count;
for(int i=0;i<cnt;i++)
{
persons[i]= personsFromDB [i] ;
}
//do something to personsFromDB
getSomethingToPersonsFromDB();
修改后，数据能⽴即响应在界⾯上。因为persons与UI绑定，所有修改在persons上，⾃然可以⽴即响应。
这就是引⽤数据类型的强⼤之处，在C#中⼴泛使⽤了这个特性。这表明，我们可以对数据的⽣存期进⾏⾮常强⼤的控制，因为只要保持对数据的引⽤，该数据就肯定位于堆上
这也表明了基于栈的实例与基于堆的对象的⽣存期不匹配！
垃圾回收器 GC
内存堆上会有碎⽚形成，垃圾回收器会压缩内存堆，移动对象和修改对象的所有引⽤的地址，这是托管的堆与⾮托管的堆的区别之⼀。
的托管堆只需要读取堆指针的值即可，但是⾮托管的旧堆需要遍历地址链表，找出⼀个地⽅来放置新数据，所以在下实例化对象要快得多。
堆的第⼀部分称为第0代，这部分驻留了最新的对象。在第0代垃圾回收过程中遗留下来的旧对象放在第1代对应的部分上，依次递归下去。。。
承上启下
以上部分便是对托管资源的内存管理部分，这些都是在后台由⾃动执⾏的。下⾯看下⾮托管资源的内存管理，⽐如这些资源可能是UI句柄，network连接，⽂件句柄，Image对象等。主要通过三种机制来做这件事。分别为析构函数、IDisposable接⼝，和两者的结合处理⽅法，以此实现最好的处理结果。下⾯分别看⼀下。
析构函数
C#编译器在编译析构函数时，它会隐式地把析构函数的代码编译为等价于Finalize()⽅法的代码，并确定执⾏⽗类的Finalize()⽅法。看下⾯的代码：
public class Person
{
~Person()怎么煮羊肉
{
//析构实现
}
}
~Person()析构函数⽣成的IL的C#代码：
protected override void Finalize()
{
try
{
//析构实现
}
finally
{
ba.Finalize();
}
}
放在finally块中确保⽗类的Finalize()⼀定调⽤。
C#析构函数要⽐C++析构函数的使⽤少很多，因为它的问题是不确定性。在销毁C++对象时，其析
构函数会⽴即执⾏。但由于C#使⽤垃圾回收器，⽆法确定C#对象的析构函数何时执⾏。如果对象占⽤了 宝贵的资源，⽽需要尽快释放资源，此时就不能等待垃圾回收器来释放了。
第⼀次调⽤析构函数时，有析构函数的对象需要第⼆次调⽤析构函数，才会真正删除对象。如果频繁使⽤析构，对性能的影响⾮常⼤。IDisposable接⼝
在C#中，推荐使⽤IDisposable接⼝替代析构函数，该模式为释放⾮托管资源提供了确定的机制，⽽不像析构那样何时执⾏不确定。 假定Person对象依赖于某些外部资源，且实现IDisposable接⼝，如果要释放它，可以这样：
class Person:IDisposable
{
public void Dispo()
{
//implementation
pm1}
}
Person xingxing = new Person();
//dom something
xingxing .Dispo();
上⾯代码如果在处理过程中出现异常，这段代码就没有释放xingxing，所以修改为：
Person xingxing = null;
try
{
xingxing = new Person();
//do something
}
finally
{
if(xingxing !=null)
{
xingxing.Dispo();
双鱼分手}
}
