[你必須知道的.NET]第十八回：物件建立始末（上）

本文介紹內容

• 物件建立過程
• 記憶體配置分析
• 記憶體配置研究

1. 引言

了解 .NET 記憶體管理機制，首先從記憶體配置開始——即物件建立環節。物件建立是複雜過程，主要包含記憶體配置與初始化兩環節。例如：

FileStream fs = new FileStream(@"C:\temp.txt", FileMode.Create);

看似簡單的 new 操作，背後經歷相當複雜的過程。本文詳細討論此操作背後的過程，了解 .NET 記憶體配置如何實現。

2. 記憶體配置

配置在哪裡？

CLR 管理記憶體區域主要三塊：

• 執行緒堆疊：配置值類型實例。由作業系統管理，不受 GC 控制。值類型實例所在方法結束時，儲存單元自動釋放。執行效率高，但容量有限。
• GC 堆疊：配置小物件實例（< 85,000 位元組）。有記憶體配置或回收時，GC 可能壓縮 GC 堆疊。
• LOH（大型物件堆疊）：配置大物件實例（≥ 85,000 位元組）。LOH 不會被壓縮，僅在完全 GC 回收時回收。

本文以 GC 堆疊配置為例展開。值/參考型別論述請參見第八回。

導致物件建立的 IL 指令

• newobj：建立參考型別物件
• ldstr：建立 string 型別物件
• newarr：配置新陣列物件
• box：值類型轉參考型別時，欄位拷貝到受控堆疊發生的配置

2.1 執行緒堆疊的記憶體配置機制

值類型一般建立在執行緒堆疊。但非所有值類型皆在堆疊：作為類別欄位時，值類型作為實例成員一部分建立在受控堆疊；發生裝箱時，值類型欄位也會拷貝到受控堆疊。

對於堆疊上的區域變數，作業系統維護堆疊指標指向下一個自由空間位址，記憶體位址由高到低向下填充。以此例說明：

假設執行緒堆疊初始位址 50000，堆疊指標指向 50000。
int x = 100;  // 配置 4 Byte，指標移至 49996，值保存在 49997~50000
char c = 'A'; // 配置 2 Byte，指標移至 49994，值保存在 49995~49996

方法結束時，釋放順序與配置相反：先刪除 c（指標 +2），再刪除 x（指標 +4），程序結束。

堆疊配置效率高，但容量不大，變數生命週期隨方法結束而消亡。

未完待續：受控堆疊的記憶體配置機制與必要補充說明，近期發布，敬請關注。