值类型与引用类型变量探究

.Net将变量的类型分为引用类型和值类型两大类。使用int、double等数值类型所定义的变量属于值类型，除此之外，枚举类型和结构也属于值类型。类类型的变量属于引用类型，他们可以引用一个真实的对象。

.Net中的引用类型分为：类类型、接口类型、数组类型和委托类型。

值类型变量与引用类型变量的内存分配模型是不一样的，为此先区分下两种不同类型的内存区域：线程堆栈和托管堆

线程堆栈和托管堆

每个正在运行的程序都对应一个进程，在一个进程内部可以有一个或多个线程，每个线程都拥有一块内存，称为“线程堆栈”，大小为1M，用于保存自身的一些数据，比如线程函数中定义的局部变量、线程函数调用时传送的参数值等，这部分内存区域的分配与回收不需要程序员干涉。如下代码

void func()
{
    int i = 100;
    ........
    return;
}

CLR在执行函数func时会在线程堆栈中为它的局部变量i分配一个4字节的空间，并初始化为100，然后CLR执行剩余的代码，如果函数中还定义了其他局部变量，还会在线程堆栈中分配新的存储空间给这些局部变量。

当CLR执行函数func的return语句时，函数执行结束，CLR将负责回收分配给此函数的局部变量的内存，这一工作是自动进行的，大多数情况下程序员是不必理会的。

值类型变量所占用的内存单元是在线程堆栈中分配的。

另一块内存区域称为“堆”，在.Net这种托管环境下，堆由CLR进行管理，所以称为“托管堆”。
当用new关键字创建对象的时候，分配给对象的内存单元就位于托管堆中。

引用类型变量引用的对象所占的内存单元是在托管堆中分配的

引用类型变量的内存模型

测试代码如下：

class MyClass
{
    public int Value;
    public int[] Numbers = new int[10];
}

static void Main(string[] args)
{
    MyClass obj;
    obj = new MyClass();
}

代码中先是创建了一个引用类型变量obj，此时默认值为null，没有引用任何对象。下面用new关键字在托管堆中创建了一个NyClass类型的对象，此时obj的值为对象的首地址。此时的对象内存模型如下图所示。

 

引用类型变量obj生存于线程堆栈中，因为它是Main方法的局部变量，而MyClass对象生存于托管堆中，obj所代表的线程堆栈中的内存单元保存的是托管堆中NyClass对象的首地址。

由于引用类型变量和它所引用的对象生存于不同的世界，因此这两者其实是独立的，引用类型变量被销毁（比如定义它的方法执行结束时）并不意味它所引用的对象也会被销毁，这一对象有可能会继续生存一个相当长的时间。

如果是对象数组呢，它的内存模型是如何的呢？

MyClass[] objs;
objs = new MyClass[10];

创建完对象的内存模型如图：

由于数组对象本身是引用类型，所有不管数组元素是值类型还是引用类型，它所占用的内存都在托管堆上分配。