C# 编译&运行原理

关于编译与内存的关系，以及执行时内存的划分

1、所谓在编译期间分配空间指的是静态分配空间（相对于用new动态申请空间），如全局变量或静态变量（包括一些复杂类型的

常量），它们所需要的空间大小可以明确计算出来，并且不会再改变，因此它们可以直接存放在可执行文件的特定的节里（而且

包含初始化的值），程序运行时也是直接将这个节加载到特定的段中，不必在程序运行期间用额外的代码来产生这些变量。

其实在运行期间再看“变量”这个概念就不再具备编译期间那么多的属性了（诸如名称，类型，作用域，生存期等等），对应的

只是一块内存（只有首址和大小）， 所以在运行期间动态申请的空间，是需要额外的代码维护，以确保不同变量不会混用内存。

比如写new表示有一块内存已经被占用了，其它变量就不能再用它了； 写delete表示这块内存自由了，可以被其它变量使用了。

（通常我们都是通过变量来使用内存的，就编码而言变量是给内存块起了个名字，用以区分彼此）

内存申请和释放时机很重要，过早会丢失数据，过迟会耗费内存。特定情况下编译器可以帮我们完成这项复杂的工作（增加额外

的代码维护内存空间，实现申请和释放）。从这个意义上讲，局部自动变量也是由编译器负责分配空间的。进一步讲，内存管理

用到了我们常常挂在嘴边的堆和栈这两种数据结构。

最后对于“编译器分配空间”这种不严谨的说法，你可以理解成编译期间它为你规划好了这些变量的内存使用方案，这个方案写

到可执行文件里面了（该文件中包含若干并非出自你大脑衍生的代码），直到程序运行时才真正拿出来执行。

2、编译其实只是一个扫描过程，进行词法语法检查，代码优化而已。我想你说的“编译时分配内存”是指“编译时赋初值”，它只是形成一个文本，检查无错误，并没有分配内存空间。

当你运行时，系统才把程序导入内存。一个进程（即运行中的程序）在主要包括以下五个分区：
栈区、堆区、全局数据区/静态区、代码区、常量区 

• 栈区用来存放局部数据或者是函数的参数，函数的返回值之类的变量（其中还有返回到调用函数下一条指令的地址）
• 堆区用来存放程序中动态申请内存的变量
• 全局变量/静态区用来存放程序中的全局变量或者是静态变量，因为它们的大小是确定的，在编译期间就已经进行静态空间的分配，而且不会改变，这样会提高程序对这些数据的访问速度
• 代码区（code）用来存放编译后的二进制代码
• 常量区用来存放我们声明的常量（const类型）

代码（编译后的二进制代码）放在code区，代码中生成的各种变量、常量按不同类型分别存放在其它四个区。系统依照代码顺序

执行，然后依照代码方案改变或调用数据，这就是一个程序的运行过程。

3、

编译时分配内存

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编译时是不分配内存的。此时只是根据声明时的类型进行占位，到以后程序执行时分配内存才会正确。所以声明是给编译器看的

，聪明的编译器能根据声明帮你识别错误。

运行时分配内存
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这是对的，运行时程序是必须调到“内存”的。因为CPU（其中有多个寄存器）只与内存打交道的。程序在进入实际内存之前要首

先分配物理内存。

编译过程
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当执行这个EXE文件以后，此程序就被加载到内存中，成为进程。此时一开始程序会初始化一些全局对象，然后找到入口函数

，就开始按程序的执行语句开始执行。此时需要的内存只能在程序的堆上进行动态增加/释放了。

编译过程

编译过程：是把源文件翻译成目标文件存到硬盘上，这个过程占不占内存没关系，是编译器做的事，目标文件由三个部分组成：

1. 文件信息，包括文件类型，文件大小等等，如：DLL文件的前两个字节是0x4d 0x5a。

2. 代码，就是程序，如 HData data = new HData(); HData是自己定义的类，这一句被转换成如下形式，共占37个字节。
00000040 B9 10 7F DA 00 mov ecx,0DA7F10h  
00000045 E8 E2 4D D4 FB call FBD44E2C  
0000004a 89 45 B4 mov dword ptr [ebp-4Ch],eax  
0000004d 8B 4D B4 mov ecx,dword ptr [ebp-4Ch]  
00000050 E8 0B F0 AB FB call FBABF060  
00000055 8B 55 C4 mov edx,dword ptr [ebp-3Ch]  
00000058 8B 45 B4 mov eax,dword ptr [ebp-4Ch]  
0000005b 8D 92 84 01 00 00 lea edx,[edx+00000184h]  
00000061 E8 3A 5B FE 74 call 74FE5BA0

3. 数据，包括全局变量、静态变量和常量。类成员变量、方法局部变量不编译到文件中。如：static int a = 0; 在文件中占四个字节，int a = 1, 在文件中不占字节，string str = "12345", 虽然是类成员，但其中隐含常量“12345”，在文件中占5个字节 。

运行过程：
1. 双击图标时，系统把exe文件全部调入内存，主要包括所有程序和全局变量，这一部分内存一直被占用到退出程序。

2. 运行程序，还以这一句为例，HData data = new HData(); HData类的程序已经在内存中，所有HData类的实例共用一套程序，系统只是为HData的数据（主要是HData中的变量）分配一块内存，并把这块内存的起点，静态变量除外，它在加载exe文件的时候调入内存。data 失效的时候，这一块内存被释放。
  局部变量，void aaaa(){ int a = 1; } 这段程序的主体部分大约占5个字节，a变量不占内存，调用aaaa()的时候执行一行汇编码 add bp, 4 就是在栈中分配四个字节给a，aaaa()返回的时候，a变量占用的四个字节被释放。

3. 退出应该程序的时候释放exe文件占用的内存。

以上只是一个大至的原理，实际情况要复杂的多，象分配的内存是可移动的，甚至会被放到内存中。不过咱们做应用程序的了解这些就足够了。再深入是的做系统和做编译器的人管的事。

写完以后才发现是07年的帖子，哈，还是发了吧。