在開發C#應用程式時，我們常常聽到「多執行緒（Multi-threading）」能提升效能，也知道物件和變數會被分配到「堆疊（Stack）」與「堆積（Heap）」中。
但你是否曾深入思考過：當多個 Thread 同時執行時，它們在記憶體中究竟是如何互動的？

【C#學習筆記】13《命名規則速查表》

Thread（執行緒）

Thread是程式執行的最小單位。
把一個程式（Process）想像成一家公司：

Process = 公司
Thread = 員工

using System.Threading.Tasks;

Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Download File");
});

Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Play Music");
});

此時：
Thread 1 負責下載檔案
Thread 2 負責播放音樂
兩件事情可以同時進行。

Stack（堆疊）

Stack是每個Thread自己擁有的記憶體空間。
主要存放：

區域變數（Local Variables）
函式參數
函式呼叫資訊
返回位置

void Attack()
{
    int damage = 50;
    float criticalRate = 0.2f;
}

當Attack()被呼叫時：

┌─────────────────┐
│ criticalRate    │
│      0.2        │
├─────────────────┤
│ damage          │
│      50         │
└─────────────────┘
函式結束Stack會自動回收。

Stack特性
✅ 存取速度快
✅ 自動管理
✅ 不需要手動釋放記憶體
❌ 空間較小
❌ 遞迴過深可能發生Stack Overflow

Heap（堆積）

Heap是所有hread共用的記憶體區域。
通常用於存放：

Class 物件
陣列
較大型資料結構
遊戲中的角色、道具、怪物

class Player
{
    public int HP;
}

Player player = new Player();
player.HP = 100;

記憶體概念:

Stack                    Heap

┌──────────┐
│ player ──┼──────────► Player
└──────────┘             HP = 100
Stack 裡只有參考（Reference）。
真正的物件存在 Heap。

Heap特性
✅ 空間大
✅ 物件生命週期較長
✅ 可被多個物件共享
❌ 存取速度較慢
❌ 容易產生大量GC（Garbage Collection）

Thread與Stack及Heap的關係

每個Thread都有自己的Stack。

Process

├─ Thread A
│   └─ Stack A
│
├─ Thread B
│   └─ Stack B
│
└─ Heap

//如果兩個 Thread 同時執行：
Task.Run(Work);
Task.Run(Work);

//兩個 count 完全獨立。

Heap是共享的。

class Player
{
    public int HP = 100;
}

Player player = new Player();

//Thread A
player.HP -= 10;

//Thread B
player.HP -= 20;

//兩個Thread都在修改同一個物件：
Thread A ──┐
           │
           ▼

        Player
        HP = 100

           ▲
           │

Thread B ──┘

可能產生：
Race Condition（競爭條件）
Data Race（資料競爭）

因此會需要以下方式，來保護共享資料。

//未來將補充
lock
Monitor
Mutex
Interlocked

掌握Thread與記憶體配置的基本概念，就像打好程式設計的地基。雖然在初學階段不需要馬上深入到多執行緒的細節，但理解Stack與Heap的差異，能幫助我們更清楚程式在背後的運作方式。等到未來進一步學習並處理複雜的並行程式設計時，這些基礎知識就會成為不可或缺的工具。