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，同时也想反驳一下单纯的把值类型当成总是存储在栈上的观点。
0x01 堆vs栈？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。
堆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：
标记阶段：首先堆上所有的实例在默认状态下都假设是“死的”，但是CLR显然知道哪些实例是活的，这样在GC开始的时候，会将这些活着的实例标记为活着。
清理阶段：没有被标记的实例释放空间
压缩阶段：堆重新组织，使存放活着的类实例的空间连在一起，已经释放掉的空闲的空间连在一起。
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。
0x02 谁“能”使用栈？