原文作如下總結。
簡介
.Net垃圾回收器管理應用程序的內存分配和釋放伯病。 每當有對象新建時,公共語言運行時都會從托管堆為對象分配內存。 只要托管堆中有地址空間训桶,運行時就會繼續(xù)為新對象分配空間。 不過酣倾,內存并不是無限的舵揭。 垃圾回收器最終必須執(zhí)行垃圾回收來釋放一些內存
一些基礎
在公共語言運行時 (CLR) 中,垃圾回收器用作自動內存管理器躁锡。
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作為一名應用程序開發(fā)人員午绳,<u style="box-sizing: border-box;">你只能使用虛擬地址空間,請勿直接操控物理內存</u>映之。 垃圾回收器為你分配和釋放托管堆上的虛擬內存拦焚。
虛擬內存分為
可用(即可分配)
保留(即已分配)
提交(即已指派給物理內存)三種狀態(tài)。
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發(fā)生垃圾回收的三種情況:
物理內存不夠了
托管堆上已分配的對象使用的內存過高
GC.Collect被調用杠输。
在垃圾回收器由 CLR 初始化之后赎败,它會分配一段內存用于存儲和管理對象。 此內存稱為托管堆(與操作系統(tǒng)中的本機堆相對):一個用于小型對象(小型對象堆或 SOH)蠢甲,一個用于大型對象(大型對象堆)僵刮。每個托管進程都有一個托管堆。 進程中的所有線程都在同一堆上給對象分配內存。
托管堆視為兩個堆的累計:大對象堆和小對象堆搞糕。
垃圾回收器分配的段大小是動態(tài)的勇吊。 應用程序不應假設特定段的大小或依賴于此大小,也不應嘗試配置段分配可用的內存量窍仰。
堆以代數(共3代)來組織萧福,這樣就能有效管理短生存對象和長生存對象。垃圾回收最常發(fā)生在第0代(包含短生存期對象)辈赋,當回收第2代時會連帶它所有代一起回收鲫忍。垃圾回收中未回收的對象也稱為幸存者,并會被提升到下一代钥屈。
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垃圾回收過程中發(fā)生了什么:
標記階段悟民,找到并創(chuàng)建所有活動對象的列表。
重定位階段篷就,用于更新對將要壓縮的對象的引用射亏。
壓縮階段,用于回收由死對象占用的空間竭业,并壓縮幸存的對象智润。
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垃圾回收器使用以下信息來確定對象是否為活動對象:
堆棧根。 由實時 (JIT) 編譯器和堆棧查看器提供的堆棧變量未辆。 請注意窟绷,JIT 優(yōu)化可以延長或縮短報告給垃圾回收器的堆棧變量內的代碼的區(qū)域。
垃圾回收句柄咐柜。 指向托管對象且可由用戶代碼或公共語言運行時分配的句柄兼蜈。
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靜態(tài)數據。 應用程序域中可能引用其他對象的靜態(tài)對象拙友。 每個應用程序域都會跟蹤其靜態(tài)對象为狸。
在垃圾回收啟動之前,除了觸發(fā)垃圾回收的線程以外的所有托管線程均會掛起遗契。
大型對象堆(LOH)
如果對象大于或等于 85,000 字節(jié)辐棒,將被視為大型對象。 此數字根據性能優(yōu)化確定牍蜂。 對象分配請求為 85,000 字節(jié)或更大時漾根,運行時會將其分配到大型對象堆。
小型對象始終在第 0 代中進行分配捷兰,或者根據它們的生存期立叛,可能會提升為第 1 代或第 2 代。 大型對象始終在第 2 代中進行分配贡茅。大型對象屬于第 2 代秘蛇,因為只有在第 2 代回收期間才能回收它們其做。 回收一代時,同時也會回收它前面的所有代赁还。
執(zhí)行GC的情形
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分配超出第 0 代或大型對象閾值妖泄。
閾值是某代的屬性。 垃圾回收器在其中分配對象時艘策,會為代設置閾值蹈胡。 超出閾值后,會在該代上觸發(fā) GC朋蔫。
這是典型情況罚渐,大部分 GC 執(zhí)行都因為托管堆上的分配。
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調用 GC.Collect 方法驯妄。
如果調用無參數 GC.Collect() 方法荷并,或另一個重載作為參數傳遞到 GC.MaxGeneration,將會一起收集 LOH 和剩余的托管堆青扔。
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系統(tǒng)處于內存不足的狀況源织。
垃圾回收器收到來自操作系統(tǒng) 的高內存通知時,會發(fā)生以上情況微猖。 如果垃圾回收器認為執(zhí)行第 2 代 GC 會有效率谈息,它將觸發(fā)第 2 代。
手動清理非托管資源
對于應用創(chuàng)建的大多數對象凛剥,可以依賴 .NET 的垃圾回收器來處理內存管理侠仇,釋放托管資源。 但是当悔,如果創(chuàng)建包括非托管資源的對象傅瞻,則當你在應用中使用完非托管資源后踢代,必須顯式釋放這些資源盲憎。 最常用的非托管資源類型是包裝操作系統(tǒng)資源的對象,如文件胳挎、窗口饼疙、網絡連接或數據庫連接。 雖然垃圾回收器可以跟蹤封裝非托管資源的對象的生存期慕爬,但無法了解如何發(fā)布并清理這些非托管資源窑眯。 如果你的類型使用非托管資源,則應執(zhí)行以下操作:
實現釋放模式医窿。這就需要你去繼承并實現 IDisposable.Dispose方法磅甩,來實現對非托管資源的明確性釋放。這樣當不再使用此對象時姥卢,類的使用者可以調用該方法釋放資源卷要。
如果上述情況下對象引用忘記調用 Dispose方法渣聚,你得為釋放非托管資源做準備。方法有兩種:
使用安全句柄包裝非托管資源(推薦)僧叉。安全句柄派生自System.Runtime.InteropServices.SafeHandle 類并包含可靠的 Finalize 方法:System.Object聲明的一個虛方法Finalize(也稱為終結器)奕枝,它在GC回收對象的內存之前由GC調用,并且可以被覆蓋以釋放非托管資源瓶堕。 】隘道。 在使用安全句柄時,只需實現 IDisposable 接口并在 Dispose 實現中調用安全句柄的 IDisposable.Dispose 方法郎笆。 如果未調用安全句柄的Dispose 方法谭梗,則垃圾回收器將自動調用安全句柄的終結器。
重寫 Object.Finalize 方法宛蚓。 當類型使用者無法調用 IDisposable.Dispose以確定性地釋放非托管資源時默辨,終結器會啟用對非托管資源的非確定性釋放。 但是苍息,由于對象終止是一項復雜且易出錯的操作缩幸,建議你使用安全句柄而不是提供你自己的終結器。
完成上述內容后竞思,對象引用就可以直接調用 IDisposable.Dispose 實現以釋放非托管資源使用的內存表谊。另外值得注意的是, 在正確實現 Dispose 方法后盖喷,安全句柄的 Finalize 方法或 Object.Finalize方法的重寫會在未調用 Dispose 方法的情況下阻止清理資源爆办。
GC優(yōu)缺點
在公共語言運行時 (CLR) 中,垃圾回收器用作自動內存管理器课梳。 它提供如下優(yōu)點:
使你可以在開發(fā)應用程序時不必釋放內存距辆。
有效分配托管堆上的對象。
回收不再使用的對象暮刃,清除它們的內存跨算,并保留內存以用于將來分配。 托管對象會自動獲取干凈的內容來開始椭懊,因此诸蚕,它們的構造函數不必對每個數據字段進行初始化。
通過確保對象不能使用另一個對象的內容來提供內存安全氧猬。
缺點:
開銷影響程序性能背犯。
減少GC開銷的策略
只在必要時顯示調用GC
盡量減少臨時對象的使用(循環(huán)中的臨時變量、對象緩存)
對象不用最好顯式置為null(即時置空對資源的引用)
字符串拼接使用StringBuilder
能用基本值類型就不用引用類型
盡量減少不必要的靜態(tài)變量
分散對象的創(chuàng)建或刪除時間
性能分析工具(待了解)
內存計數器
SOS調試
垃圾回收ETW事件
分析API
程序域監(jiān)控