匹夫在日常和别人交流的时候，常常会发现一旦讨论涉及到“类型”，话题的热度就会立马升温，因为很多似是而非、或者片面的概念常常被人们当做是全面和正确的答案。加之最近在园子看到有人翻译的《C#堆vs栈》系列，觉得也挺有趣，挺不错的，所以匹夫今天也想从存储位置的角度聊聊所谓的值类型，同时也想反驳一下简单的“值栈类型”理论（自己起的名，指单纯的把值类型当成分配在栈上的类型）。
很多看官在想到存储空间的分配的时候，往往会想到有一个东西叫内存，当然如果知识更牢靠的朋友能进一步知道还有所谓的堆和栈的概念。不错，堆和栈应该是一谈到存储空间时，我们第一时间想到的。但是还有没有什么遗漏呢？的确有遗漏，如果你没有考虑到寄存器的话。这里匹夫先把寄存器提出来，是为了下面尾首呼应，关于寄存器的话题先按下不表。那抛开寄存器，又回到了我们看似熟悉的堆和栈的话题上。那就分别聊聊吧。
其实我更喜欢叫它托管堆，不过为了简便，匹夫还是一律使用堆来代替了（要明白托管堆和堆不是一个东西）。为什么先聊堆呢？因为下面聊到栈的时候你会发现原来它们有很多相似的地方，不过栈做的更讲究。堆的实现细节有很多（比如GC），所以避重就轻，我们就聊聊它的设计思路，而不去考虑它是如何实现具体细节的。
假设，我们有很大一块内存是为了引用类型的实例准备的。同时，由于可能有的实例还“活着”，换句话说就是还在这块内存的某个地方，但是有的实例却死了，换言之之前存放这个实例的内存已经解放了，所以这块内存上以“是否存放有引用类型的实例”为标准来看，是不连续的，或者说存在很多“洞”。而这些“洞”，才是我们可以用来为新实例分配的空间。
所以一个思路就是造一个链表，用来存放这些不连续的“洞”，但是每一次分配空间时，都要去这个链表里面检查以寻找合适的“洞”，这显然是一笔额外的开销（所以pass掉）。
所以，我们显然更希望存放有类实例的内存在一起，空闲的内存在一起（顶端）。只有在这个前提下，我们才能放心大胆的给新的类实例分配存储空间，同时内存分配实现起来也十分容易，容易到什么地步呢？你只需要一个指针的移动就可以实现内存的分配。
为了实现这个目的，下面就引入了我们的常说的GC。（注：当然要具体聊聊GC，可能需要查阅更多的资料和写更多的篇幅，而且可能更加索然无味，所以这里匹夫只是简单的引入，如果有错误也欢迎各位指出。）
GC的行为过程可以分为三个阶段，各位可能也都十分熟悉：
当然，GC的开销还是比较大的，所以为了对实例区别对待，以提高效率，GC还有一个“代”的概念。简单的说，就是按照实例的存活时间，将实例划归不同的部分。目的就是针对不同的存活时间，GC有不同的执行频率。
所以可以看到堆的开销很大一部分是由于有GC的存在，而GC的存在本身又是为了使堆分配新的空间更加容易。
栈和堆很像，假设你同样有一块空间用来存储数据。那我们需要增加什么样的限定，来区分堆和栈呢？
还记得上面介绍堆时候匹夫说过的话吗？“我们显然更希望存放有类实例的内存在一起，空闲的内存在一起（顶端）”。而栈之所以是栈，就是因为栈底部存储的数据总是会比顶部数据活的更长，也就是说，栈中的空间是有序的。顶部的数据总是先于底部的数据先死掉，也正是因为如此，栈中没有堆中存在的“洞”，存储空间的连续就意味着我们无需GC来对空间进行压缩。（图片来自网络）
也正是因为我们总是知道栈顶是空的，而栈顶往下都是存活的数据，所以我们在分配新的数据时，只需要移动指针即可。想起了什么吗？不错，栈无需GC就实现了堆所追求的分配新空间时的最佳形式。
还有什么好处呢？对，我们同样只需要移动指针就能重新分配栈的空间。由于完全只是指针的移动，所以和使用GC的堆相比（GC的标记，清理，压缩，以及代的概念的引入），时间更少。
所以，如果只考虑在内存上分配存储空间，堆和栈其实很相似。不同之处主要体现在GC的开销上。
显然，使用栈的效率要高于使用堆。但为什么不都去使用栈呢？因为匹夫之前说过的，栈之所是栈的原因，就是因为栈底部存储的数据总是会比顶部数据活的更长，只有能保证这个条件，我们才能使用栈。
那么谁能够保证呢？在回答这个问题之前，匹夫先提一个新的问题。
如果匹夫问你，C#中的变量有几种形式呢？一定逃不掉的是值类型的实例，引用类型的实例。
但你有没有发现一个问题呢？你真的直接操作过引用类型的实例吗？
为什么这么问呢？
首先要提个问题：
TypeA a = new TypeA();
这里的a是什么呢？
首先，它不是值类型的实例。
其次，看着有点像是TypeA的实例啊？
错，你可以说它指向一个TypeA的实例，但不能说它就是TypeA的实例。
不错，它就是我们常说但也经常忽视的引用了。我们都是通过实例的引用去操作某个引用类型的实例的。
所以，变量有三种形式：
但是，这里就有了一个很有趣的问题。我们都知道，引用类型的实例的空间分配在堆上。但是上例中的a的空间该如何分配呢？它是一个引用，而非引用类型的实例。它的值指向一块分配在堆上的引用类型实例。但是它自己难道不需要存储空间吗？
所以我们应该明确，所有的变量都会被分配给相应的存储空间。而引用的内容，指向另一块存储空间。
既然匹夫已经提了一个问题了，那么就再提一个问题好了。既然上文多处提到了所谓的生命时间或者说生命周期，那么“空间的生命周期”究竟应该如何定义？
那么匹夫就先下个一个定义：存储空间的生命周期指的是这块空间中的内容的有效期。
生命周期有了，但是显然还需要一个基准，来作为衡量生命周期长短的标准吧？
我们知道，方法是过程抽象的一种表现形式。所以，我们再定义一个以方法执行时间为标准的称呼“活动周期”：从该方法开始执行到正常返回或抛出异常所消耗的时间。
而在这个方法的方法体内的变量，显然要获取其对应的存储空间。如果变量要求的空间的生命周期要比该方法的活动周期还要长，那么就被标记为“长寿”空间，否则就是“短寿”空间。
OK，回答完匹夫上面提到的2个问题，再结合上文匹夫提到过存储空间类型，我们来看看微软的处理。
OK，看完了微软的处理方式之后，匹夫再给各位总结一下，顺带回答一下0x02节标题上的问题。
首先，我们可以看到在空间分配这个问题上，值类型实例和引用（不是引用类型实例哦）并无本质区别。也就是说，它们可以被分配在栈上、寄存器中以及堆上，这和它们是什么类型无关，只和它们需要的空间的生命周期是“长寿”还是“短寿”有关。
其次，某天在某技术群中有人提问过lamda表达式中的值类型实例应该如何分配。在此匹夫也回答一下这个问题，数组中的元素、引用类型的字段、迭代器块中的局部变量、匿名函数（lamda）中的局部变量所需要的空间生命周期都要长于方法的活动周期，即便是短于方法的活动周期，但是由于上述第4点，即对运行时来说难以判断其生命周期的长短，故都按“长寿”空间计。所以都会被分配到堆上。
最后，回答一下本节题目中的问题。究竟谁能使用栈呢？
其实上文都已经回答过了，不过这里匹夫还是举个例子作答吧：一般方法中的值类型局部变量或临时变量。
原因如下：
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
码字不易。求个推荐
相关文章
