C#应用程序中的堆栈溢出

Question

我对编程中的内存划分概念还不太了解。我发现在大多数.NET应用程序中，堆栈的大小通常是1MB。我的问题是：“当我在某些函数中使用本地变量为“Image”类型而其大小超过1MB时，为什么不会出现堆栈溢出？”提前致谢。

- user1932153

Answer 1

因为StackOverflow异常与堆栈或堆内存管理无关。根据MSDN文档：

引用：

当执行堆栈包含太多嵌套方法调用时，抛出此异常。该类不能被继承。

现在，如果你谈到的是内存中的stack，那么我们就进入了一个不同的世界。你在内存中存储的图像可能保存在大对象堆上。内存管理及其相关内容对于本论坛来说过于广泛，但如果您有关于内存管理的具体问题，我们可以解答。

重要的是你明白你在问题中混合了两个术语和概念，并且这两者之间有显著的区别。我不希望你继续认为由于大对象而应该得到 StackOverflow 异常。我也不希望你继续认为由于大对象和内存管理而导致了 StackOverflow 异常。

- Mike Perrenoud

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不，它与堆栈内存管理没有关系，但却是与一切有关。没有独立的栈用于本地变量和方法调用。 - Guffa

@Guffa，明确地说，StackOverflow异常与内存中的对象无关。您可以从MSDN文档中清楚地看到这一点。但是，如果OP在谈论内存管理，那就是一个不同的世界。请查看我的更新。 - Mike Perrenoud

@MichaelPerrenoud 这与内存管理有着密切关系。当堆栈耗尽内存时，就会出现 StackOverflowException 异常。理论上，您可能只有一个或两个方法调用包含 1MB 的堆栈空间，但实际上这几乎是不可能的；唯一的方法是通过大量嵌套的方法调用来实现。OP 没有意识到的是，他分配的大对象并没有放在堆栈上，堆栈只是指向堆上的对象（或在此情况下是大对象堆）的指针。 - Servy

@Servy，你的意思是说如果一个方法没有使用任何堆栈分配（例如没有本地变量），那么我可以递归调用同一个方法更多次，而如果它使用了堆栈分配，则不能？ - Mike Perrenoud

@MichaelPerrenoud 是的，那肯定是这样。你可以创建一个包含几千个长整型的结构体，然后创建一个方法，其中包含几千个这些结构体（不是在数组中，而是在单独的命名变量中），从而更快地消耗堆栈。还有一种未管理的调用来获取堆栈内存，通过它，你可以在一个（非嵌套）方法调用中占用所有堆栈空间。 - Servy

Answer 2

图片本身并不存储在堆栈中，而是存储在堆中。只有指向/引用图片的指针/引用存储在堆栈中，这样更小。

public static void DoSomethingToImage()
{
    Image img = new Image(...);
}

在上面的代码片段中，图像是在堆上分配的，并且图像的引用存储在栈上的img变量中。

- Frank van Puffelen

Answer 3

只有值类型的本地变量才会被分配在栈上。对于像Image这样的引用类型，只有引用被分配在栈上，对象被分配在堆上。

- Guffa

Answer 4

您的本地变量实际上是引用（“指针”）。这些图像并不存储在堆栈中 ;)

- Żubrówka

Answer 5

堆栈溢出错误发生的主要原因是函数调用次数过多，例如会导致此错误的示例如下：

static int x = 0;

static void Main()
{
    fn();
}

static void fn()
{
    Console.WriteLine(x++);
    fn();
}

这是由于代码出了问题，因为通常在数千次调用后才会发生这种情况。

上述应用程序以此方式退出：

...
15706
15707
15708
Process is terminated due to StackOverflowException.

您可以在调试器中学习查看“调用堆栈”窗口，它将显示函数调用列表。

- sharp12345

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这并不是严格的真实情况。虽然有可能，但是非常不寻常和不切实际，拥有一个消耗大量堆栈空间并可能因为过多嵌套调用而导致SOE的方法。在实践中，异常几乎总是由于这个原因，但这并不是唯一可能的原因。 - Servy

@Servy，我不确定这是否适用于托管的dotnet/c#，根据这里的文档：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.stackoverflowexception.aspx，它只记录了嵌套函数调用，尝试在c#中声明一个数组，如`int[] i = new int[999888777];`会导致内存不足异常。..我已经编辑了我的帖子以防我错了。 - sharp12345

请注意，文档中说的是“通常”，而不是“仅”。这很重要。声明一个类似于你所拥有的数组将导致单个指针进入堆栈，其余部分进入堆（或在此情况下，大对象堆）。当然有可能会有一个方法占用大量的堆栈空间，但你不应该这样做。 - Servy

@Servy，我只是出于好奇做了一个小测试：static void fn2() { long x0 = 0 , x1 = 0 , .... , x100100 = 0 , x100101 = 0 ; }会产生错误：app1.cs(18,840840): error CS0204: Only 65534 locals are allowed，而这个：static void fn2() { long x0 = 0 , x1 = 0 , .... , x65528 = 0 , x65529 = 0 ; }和这个：static void fn2() { long x0 = 0 , x1 = 0 , .... , x65528 = 0 , x65529 = 0 ; Console.WriteLine(x++); fn2(); }永远不会溢出。...我认为C#有内部检查来防止堆栈溢出。 - sharp12345

65534个本地变量的限制实际上是出于完全不同的原因。如果您想要溢出，可能需要创建一个自定义结构，将像65528个长变量定义为不同的变量，然后具有其中65528个的方法。（在获得SOE之前，您实际上不需要那么多。） - Servy