c# - 原始类型不变性和堆栈？

Question

我在阅读“通过 C# 实现 CLR”时，在阅读“事物在运行时的关系”和“原始类型、引用类型和值类型”时，我有点困惑。 如果我从 Main 调用了以下代码 -

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

该代码没有任何用处，但我只是想了解局部整数变量和内存分配的行为。

我了解 m、n 和 k 驻留在堆栈中？ 现在，对于最后一行(我忽略了变量 n)，必须修改“m”的值。所以堆栈上的所有其他东西都必须被弹出并更新'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:我将 GC 排除在讨论之外(用于装箱和拆箱)，这绝对是一种开销，而且这只是为了尝试理解行为，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，它们会在寄存器中，并且由于您甚至没有使用相互依赖性，它们甚至不必同时存在。 JIT 编译器非常擅长运行时优化，堆栈几乎不用于方法参数(或其引用)以外的任何东西。并且 GC 在寄存器或堆栈中都没有权力 - 堆栈的释放方式与 native 代码中的方式相同。只有堆是 GC 的一个域。

这是一个常见的误解，因为在 IL(C# 编译成的中间语言)中，实际上 一切都使用堆栈。但是，这不是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处理堆栈上的所有事情，但那是愚蠢的。简单示例时间:

x + y

将编译成这个 IL(伪代码):

push y
push x
op_Add

所以对于一个简单的整数加法，需要进行一次方法调用和两次入栈。不是很贵，但如果你想做任何严肃的计算，你就有麻烦了。

但是，JIT 编译器会产生更像这样的东西:

add ax, bx

它在这方面非常聪明，所以它实际上经常将寄存器用于方法参数——如果它是安全的话。

但是请注意，所有这些都只是一个实现细节——在本例中是性能优化。整数可能很容易存在于堆上(事实上，如果它是装箱的或存在于堆上的另一个对象的一部分)。

因此，显然，最快的是 CPU 本身支持的那些 - 如上例所示，将两个寄存器加在一起。非常快。

使用栈通常还是很快的。并不是说分配给堆很昂贵——事实上，堆和堆栈分配的成本大致相同。伤害的是释放 - 堆需要进行垃圾收集和压缩，而堆栈只需要更改单个指针。

哦，您误解了访问堆栈的方式。的确，有基本的 push 和 pop 指令，但是，这些不是唯一的方式。您可以直接寻址堆栈的内存，就像寻址任何其他内存一样。事实上，这就是为什么您可以看到堆栈指针(如 ESP)的全部原因。