C# 十进制的值是否存储在堆中，即使它是局部变量？

Question

问题

当 C# decimal 是局部变量时，它的值是否存储在堆上？

我（相信）知道的事情

• decimal 结构具有16 bytes。
• ValueType 类型的局部变量的值存储在堆栈中，decimal 继承自 ValueType。

• 在 32 位系统上，参考内存空间只有 4 个字节大；参考内存空间我的意思是下面标记的框，例如baz或bar

  Image source.

• 对于ValueTypes，这是存储值的位置；对于引用类型，这是存储 null 或对堆内存位置的引用的位置。

16 字节大的decimal 的值如何存储在堆栈中，而 32 位系统上只有 4 字节可用？

我的思路哪里出错了？

我读到的

• Memory in .NET - what goes where - Jon Skeet
• Arrays, heap and stack and value types - Stackoverflow
• Do value types (Integer, Decimal, Boolean, etc…) inherit from Object? - Stackoverflow
• 以及互联网上的其他文章...

Answer 1

在 32 位系统上只有 4 个字节可用的情况下，如何将 16 字节大的十进制值存储在堆栈中？我的思路哪里出错了？

您的想法在“32 位引用适合 4 个字节”的某处出现了错误，并由此得出结论“堆栈长 4 个字节”。堆栈默认为一百万字节长；如果运行时决定将十进制变量（或值）放入堆栈，那么它会保留这百万字节中的 16 个。

您正在考虑计算机如何在幕后工作是件好事，但当然不要忘记 C# 团队一直在努力开发一种语言，您不必关心变量是否在堆栈上或堆。您必须编写一些非常高级的程序才能发挥作用；我从未编写过需要担心堆栈与堆的业务线 C# 程序，而且我已经编写 C# 程序 10 多年了。

更新：

我更新了图片以说明我不认为整个堆栈有 4 个字节长，而只有一个引用“内存盒”。

好的，太好了。再一次，让我们假设一个引用是四个字节，在某些机器上它是。如果运行时需要在堆栈上放置一个引用，它会在堆栈上保留四个字节。没有要求将堆栈保留为四字节块。它可以保留在任何大小的块中。

所以我会更新我的解释。当您假设“引用是四个字节，因此堆栈只能保留在四个字节块中”时，您出错了。可以在堆栈上保留任意数量的字节，从零到一百万。

（请不要试图保留一百万；会发生不好的事情。.NET 指南要求创建 16 字节或更小的结构是有原因的！）

现在，出于性能原因，在某些架构上，运行时可能会尝试保留堆栈内存，以便每个块对齐到四字节边界。如果数据未对齐，某些硬件真的很慢。但这是您在 C# 中几乎不需要担心的细节级别。

再次更新：

这是另一种思考方式。假设我们有两个普通的局部变量，它们是 4 字节整数：

int x;
int y;

这会得到两个内存块，每个内存块是四个字节。现在假设我们有一个结构：

struct S 
{ 
    public int x; 
    public int y; 
}

我们创建一个局部变量：

S s;

这和以前完全一样。我们堆栈上有两个变量，这些变量被命名为s.x 和s.y。将一个结构体放入堆栈，与将结构体中的所有字段变量都放入堆栈一样。

另一个更新：

另一件可能让您感到困惑的事情是，还有一种称为“寄存器”的临时存储，它也用于存储局部变量，而寄存器实际上只有四个字节长。 （除了那些是 8 的，但我们不要去那里。）一个 16 字节的结构如何存储在寄存器中？ 不是。运行时根本不会将大结构放入寄存器中。