Alokace

1. Statická Alokace

• Co se děje v paměti: Když deklarujete proměnnou nebo objekt jako static, jeho paměť je alokována v sekci paměti nazvané statická oblast (data segment). Tato paměť je alokována při startu programu a existuje po celou dobu běhu programu. Na konci programu je paměť uvolněna automaticky.
• Životní cyklus: Proměnné alokované staticky jsou inicializovány pouze jednou a zůstávají v paměti, dokud se program neukončí.

Příklad:

static int globalniCislo = 10;

• Zde je globalniCislo uloženo v statické oblasti paměti a bude existovat po celou dobu běhu programu.

2. Alokace na Zásobníku (Stack Allocation)

• Co se děje v paměti: Lokální proměnné a argumenty funkcí jsou uloženy na zásobníku. Zásobník je organizován jako LIFO (Last-In, First-Out), což znamená, že poslední proměnná, která byla uložena, je první, která se uvolní.
• Životní cyklus: Paměť pro proměnné alokované na zásobníku je automaticky uvolněna, jakmile metoda nebo blok kódu skončí. To činí zásobník velmi efektivním pro krátkodobé ukládání dat.

Příklad:

void Metoda()
{
    int lokalniPromenna = 5; // alokováno na zásobníku
}

• lokalniPromenna je uložena na zásobníku a bude automaticky uvolněna po ukončení metody Metoda.

3. Alokace na Haldě (Heap Allocation)

• Co se děje v paměti: Haldová paměť se používá pro dynamicky alokované objekty, které mají delší životnost než zásobníkové proměnné. Paměť na haldě je spravována garbage collectorem (GC), který sleduje objekty a uvolňuje paměť, když už není potřeba.
• Životní cyklus: Když vytvoříte nový objekt, paměť je alokována na haldě. GC pravidelně prochází haldu a uvolňuje paměť pro objekty, ke kterým již neexistují žádné reference.

Příklad:

class Osoba
{
    public string Jmeno;
}

void Metoda()
{
    Osoba osoba = new Osoba(); // alokováno na haldě
}

• Objekt osoba je vytvořen na haldě. Jakmile už na něj neexistuje žádná reference, GC jej může uvolnit.

Garbage Collector (GC) v C#

• Generace: GC pracuje v tzv. generacích (0, 1, 2), kde nově vytvořené objekty jsou v generaci 0. Pokud objekt přežije několik GC cyklů, přesune se do vyšší generace. Objekty v generaci 2 jsou považovány za dlouho žijící.
• Optimalizace: GC je optimalizován tak, aby většinu času pracoval s generací 0, protože většina objektů je krátkodobých a brzy se stane nepotřebnou.

Shrnutí

• Statická alokace: Paměť je alokována při startu programu a uvolněna při jeho ukončení.
• Zásobník: Efektivní pro krátkodobé proměnné, automaticky spravovaný, rychlý přístup.
• Halda: Používá se pro dynamické objekty, spravována GC, vhodná pro dlouho žijící data.

Tento systém správy paměti zajišťuje, že C# programy jsou efektivní a bezpečné, minimalizující riziko úniků paměti a zajišťující správné uvolňování zdrojů.