我想用 C# 在堆栈上分配一个对象答案

【问题标题】：I want to allocate an object on the stack with C#我想用 C# 在堆栈上分配一个对象
【发布时间】：2011-05-05 09:23:18
【问题描述】：

假设我有这个 C# 类：

public class HttpContextEx
{
    public HttpContext context = null;
    public HttpRequest req = null;
    public HttpResponse res = null;
}

如何在函数内声明它的对象，该对象将分配在堆栈上而不是堆上？
换句话说，我想避免为此使用“新”关键字。此代码错误：

HttpContextEx ctx = new HttpContextEx(); // << allocates on the heap!

我完全了解堆栈/堆是什么，并且听说过美妙的 C# GC，但我坚持在堆栈上分配这个仅为方便起见的小对象。

这种态度来自C++（我的主要工具），所以我不能忽视这一点，我的意思是它真的破坏了我在这里的乐趣（：

【问题讨论】：

你也得用 C# 来思考
@Poni：那么您可能应该只编写 C# 而不是尝试在 C# 中编写 C++。我想我并不太明白问题出在哪里，但 C#/.NET 之所以这样设计是有原因的。
创建HttpContextEx 的意义何在？现有的 HttpContext 类已经提供了 Request 和 Response 属性。
@John Rasch 在 12 多个函数之间传递相同的六个指针时，我很懒惰，而我可以简单地传递一个不错的对象。
为了简化——我不知道会出现这样的答案，如果我知道这些是我不会问的答案，我会吗？！？另外，aqwert 的答案就是答案，没有所有的“bla bla”。

标签： c# memory-management

【解决方案1】：

如果您使用struct 将其更改为值类型并在方法体中创建一个新实例，它将在堆栈上创建它。然而，成员，因为它们是引用类型，仍然会在堆上。无论是值还是引用类型的语言仍然需要 new 运算符，但您可以使用 var 来消除类型名称的双重使用

var ctx = new HttpContextEx();

否则，就照原样使用 C#，因为 GC 做得很好。

【讨论】：

"但是你可以使用 var 来消除类型名的双重使用"
这样我就可以链接这个great article by Eric Lippert - 将值类型放在堆栈上是所有当前运行时的实现细节，但它们也可能存储在堆上。 (part 2)

【解决方案2】：

您不能（也不应该）这样做。即使您使用struct（将被放入堆栈），您也必须对包含的类使用new 运算符。严肃地说，如果你改用另一种语言，也要改变你的态度。

【讨论】：

使用 ValueType 派生来获取堆栈分配只是当前 CLR 实现的产物。没有要求在规范中如此。
@Poni：虽然结构很有用，但它们应该是不可变的，并且应该很小（例如 16 字节或更少），因为每次将它们传递给子例程时，整个内存块都代表对象被复制，除非您想在所有函数参数中使用ref。在 5 年以上或 C# 开发中，我还没有找到需要担心 .Net 堆栈/堆速度的案例。简而言之，我只是声明类并让 .Net 担心它，而我专注于应用程序。
如果它能让你的船浮起来，好吧 - 我只是希望（对你）它也能浮在你雇主的船上。
哇，波妮。您愿意为了避免 C# 中的最佳实践而降低性能吗？您知道，在堆栈上分配甚至不是您的习惯，而是编译器或运行时的习惯。您只需声明一个变量，编译器/运行时决定将它放在哪里。所以你的意思是......你想让 .NET 运行时继承你的 C++ 编译器的习惯吗？
@Poni：可悲的是，您在这里的最后三个 cmets 表明 C++ 对您的心灵和抽象思考软件的能力造成了不可逆转的损害。你给出的堆栈与堆的定义让我的大脑爆炸了。你对底层实现的假设远远太多了。

【解决方案3】：

您必须来自 C++。 .Net 中的情况并非如此。

所有引用类型都分配在托管堆上，由 GC 跟踪它们。对于快速退出的函数范围内的对象引用，分配的对象很可能仅保留在托管堆的第 0 代中，这会导致非常有效的内存收集。托管堆被调整为处理这样的短期对象。它甚至没有你可能习惯的 C++ 堆的分配策略。

这就是 CLR 的工作方式。如果您想以其他方式工作，请尝试使用非托管运行时。

【讨论】：

【解决方案4】：

在 .NET 中，类是引用类型，结构是值类型。

如果你真的想要在栈上分配的类型，你可以做一个结构。然而，有几个理由不这样做：

正确实施结构更复杂。在你有充分的理由创建结构之前，你应该坚持使用类。
结构适用于表示单个单元的类型，而您的类型只是三个独立单元的容器。
结构不应大于 16 字节才能有效工作。在 32 位系统上，您会低于该限制，但在 64 位系统上，结构要大。
结构应该是不可变的，才能作为值类型正常工作，而您的类型不是。

最后，在堆上分配小对象本身并没有什么坏处。内存管理器实际上是专门为有效处理小型短期对象而设计的。

下面是一个代码示例，如果它是一个结构体则不起作用，但如果它是一个类则可以正常工作：

public void SetContext(HttpContextEx ex) {
  ex.context = HttpContext.Current;
  ex.req = ex.context.Request;
  ex.res = es.context.Response;
}

HttpContextEx ctx = new HttpCoontextEx();
SetContext(ctx);

【讨论】：

关于代码；我明白那个。我也明白，通过输入“ref”关键字，我已经准备好了。对吧？
@Poni：您可以使用 ref 关键字来使该代码工作，但还有其他类似的情况，即未正确实现的结构无法工作。