C# 参数引用和 .net 垃圾回收

Question

我一直在试图弄清楚 .NET 垃圾收集系统的复杂性，并且我有一个与 C# 引用参数相关的问题。如果我理解正确的话，方法中定义的变量存储在堆栈中，并且不受垃圾回收的影响。因此，在本例中：

public class Test
{
 public Test()
 {
 }

 public int DoIt()
 {
  int t = 7;
  Increment(ref t);
  return t;
 }

 private int Increment(ref int p)
 {
  p++;
 }
}

DoIt() 的返回值为 8。由于 t 的位置位于堆栈上，因此该内存无法被垃圾回收或压缩，并且 Increment() 中的引用变量将始终指向正确的位置。 t 的内容。

但是，假设我们有：

public class Test
{
 private int t = 7;

 public Test()
 {
 }

 public int DoIt()
 {
  Increment(ref t);
  return t;
 }

 private int Increment(ref int p)
 {
  p++;
 }
}

现在， t 存储在堆上，因为它是我的类的特定实例的值。如果我将此值作为参考参数传递，这不是可能出现问题吗？如果我将 t 作为引用参数传递，p 将指向 t 的当前位置。但是，如果垃圾收集器在压缩期间移动该对象，是否会弄乱 Increment() 中对 t 的引用？或者垃圾收集器是否会更新通过传递引用参数创建的引用？我有必要担心这个吗？ MSDN（我可以找到）上唯一提到担心内存被压缩的问题是与将托管引用传递给非托管代码有关。希望这是因为我不必担心托管代码中的任何托管引用。 :)

Answer 1

如果我理解正确的话，方法中定义的变量存储在堆栈中，并且不受垃圾回收的影响。

这取决于你所说的“受影响”是什么意思。堆栈上的变量是垃圾收集器的根，因此它们肯定会影响垃圾收集。

由于 t 的位置位于堆栈上，因此该内存无法被垃圾收集或压缩，并且 Increment() 中的引用变量将始终指向 t 的正确内容。

“不能”在这里使用是一个奇怪的词。首先使用堆栈的目的是因为堆栈仅用于永远不需要压缩且其生命周期始终已知的数据，因此它永远不需要压缩被垃圾收集。这就是我们首先使用堆栈的原因。你在这里似乎本末倒置了。让我重复一遍，以确保它是清楚的：我们将这些东西存储在堆栈上的原因是因为它不需要被收集或压缩，因为它的生命周期是已知的。如果不知道它的生命周期，那么它将继续存在于堆中。例如，出于这个原因，迭代器块中的局部变量会存放在堆上。

现在，t 存储在堆上，因为它是我的类的特定实例的值。

正确的。

如果我将此值作为引用参数传递，这可能不是一个问题吗？

没有。没关系。

如果我将 t 作为引用参数传递，p 将指向 t 的当前位置。

是的。尽管我更喜欢认为 p 是变量 t 的别名。

但是，如果垃圾收集器在压缩过程中移动该对象，是否会弄乱 Increment() 中对 t 的引用？

没有。垃圾收集器知道托管引用；这就是为什么它们被称为托管引用。如果 gc 移动了该东西，托管引用仍然有效。

如果您使用不安全的代码将实际的指针传递给 t，那么您将需要固定 t 的容器，以便垃圾收集器知道不要移动它。您可以使用 C# 中的固定语句或通过为要固定的对象创建 GCHandle 来完成此操作。

垃圾收集器是否会更新通过传递引用参数创建的引用？

是的。如果没有的话，它会变得相当脆弱。

我需要担心这个吗？

没有。您像非托管 C++ 程序员一样思考这一问题 — C++ 让您完成这项工作，但 C# 不会。请记住，托管内存模型的全部意义在于让您不必考虑这些事情。

当然，如果您喜欢担心这些事情，您可以随时使用“不安全”功能来关闭这些安全系统，然后您可以随心所欲地编写堆和堆栈损坏的错误。

Answer 2

不，你不需要担心它。基本上，调用方法 (DoIt) 具有对 Test 实例的“实时”引用，这将阻止它被垃圾收集。我不确定它是否可以被压缩 - 但我怀疑它可以，GC 能够发现哪些变量引用是正在移动的对象的一部分。

换句话说 - 别担心。无论它是否可以压缩，都不会给您带来问题。

Answer 3

这正是你在最后一句话中提到的。 GC 在压缩堆时将移动所有需要的引用（对非托管内存的引用除外）。

请注意，使用堆栈或堆与值或引用类型的实例变量有关。值类型（结构和“简单”类型，如 int、double 等）始终位于堆栈中，类始终位于堆中（堆栈中的内容是指向实例分配的内存的引用 - 指针）。

编辑：正如下面评论中正确指出的那样，第二段写得太快了。如果值类型实例是类的成员，则它不会存储在堆栈中，而是像其他成员一样存储在堆中。