一、為什么需要GC
應(yīng)用程序?qū)Y源操作拙绊，通常簡(jiǎn)單分為以下幾個(gè)步驟：
1向图、為對(duì)應(yīng)的資源分配內(nèi)存
2泳秀、初始化內(nèi)存
3、使用資源
4榄攀、清理資源
5嗜傅、釋放內(nèi)存
應(yīng)用程序?qū)Y源（內(nèi)存使用）管理的方式，常見(jiàn)的一般有如下幾種：
1檩赢、手動(dòng)管理：C,C++
2吕嘀、計(jì)數(shù)管理：COM
3、自動(dòng)管理：.NET,Java,PHP,Go…
但是漠畜，手動(dòng)管理和計(jì)數(shù)管理的復(fù)雜性很容易產(chǎn)生以下典型問(wèn)題：
1.程序員忘記去釋放內(nèi)存
2.應(yīng)用程序訪(fǎng)問(wèn)已經(jīng)釋放的內(nèi)存
產(chǎn)生的后果很?chē)?yán)重币他，常見(jiàn)的如內(nèi)存泄露、數(shù)據(jù)內(nèi)容亂碼憔狞，而且大部分時(shí)候蝴悉，程序的行為會(huì)變得怪異而不可預(yù)測(cè)，還有Access Violation等瘾敢。
.NET拍冠、Java等給出的解決方案，就是通過(guò)自動(dòng)垃圾回收機(jī)制GC進(jìn)行內(nèi)存管理簇抵。這樣庆杜，問(wèn)題1自然得到解決，問(wèn)題2也沒(méi)有存在的基礎(chǔ)碟摆。
總結(jié)：無(wú)法自動(dòng)化的內(nèi)存管理方式極容易產(chǎn)生bug晃财，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，尤其是線(xiàn)上多服務(wù)器的集群環(huán)境典蜕，程序出現(xiàn)執(zhí)行時(shí)bug必須定位到某臺(tái)服務(wù)器然后dump內(nèi)存再分析bug所在断盛，極其打擊開(kāi)發(fā)人員編程積極性，而且源源不斷的類(lèi)似bug讓人厭惡愉舔。
二钢猛、GC是如何工作的
GC的工作流程主要分為如下幾個(gè)步驟：
1、標(biāo)記(Mark)
2轩缤、計(jì)劃(Plan)
3命迈、清理(Sweep)
4、引用更新(Relocate)
5火的、壓縮(Compact)
GC
（一）壶愤、標(biāo)記
目標(biāo)：找出所有引用不為0(live)的實(shí)例
方法：找到所有的GC的根結(jié)點(diǎn)(GC Root), 將他們放到隊(duì)列里，然后依次遞歸地遍歷所有的根結(jié)點(diǎn)以及引用的所有子節(jié)點(diǎn)和子子節(jié)點(diǎn)馏鹤，將所有被遍歷到的結(jié)點(diǎn)標(biāo)記成live公你。弱引用不會(huì)被考慮在內(nèi)
（二）、計(jì)劃和清理
1假瞬、計(jì)劃
目標(biāo)：判斷是否需要壓縮
方法：遍歷當(dāng)前所有的generation上所有的標(biāo)記(Live),根據(jù)特定算法作出決策
2陕靠、清理
目標(biāo)：回收所有的free空間
方法：遍歷當(dāng)前所有的generation上所有的標(biāo)記(Live or Dead),把所有處在Live實(shí)例中間的內(nèi)存塊加入到可用內(nèi)存鏈表中去
（三）、引用更新和壓縮
1脱茉、引用更新
目標(biāo)： 將所有引用的地址進(jìn)行更新
方法：計(jì)算出壓縮后每個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)的新地址剪芥，找到所有的GC的根結(jié)點(diǎn)(GC Root), 將他們放到隊(duì)列里，然后依次遞歸地遍歷所有的根結(jié)點(diǎn)以及引用的所有子節(jié)點(diǎn)和子子節(jié)點(diǎn)琴许，將所有被遍歷到的結(jié)點(diǎn)中引用的地址進(jìn)行更新税肪，包括弱引用。
2榜田、壓縮
目標(biāo)：減少內(nèi)存碎片
方法：根據(jù)計(jì)算出來(lái)的新地址益兄，把實(shí)例移動(dòng)到相應(yīng)的位置。
三箭券、GC的根節(jié)點(diǎn)
本文反復(fù)出現(xiàn)的GC的根節(jié)點(diǎn)也即GC Root是個(gè)什么東西呢净捅？
每個(gè)應(yīng)用程序都包含一組根（root）。每個(gè)根都是一個(gè)存儲(chǔ)位置辩块，其中包含指向引用類(lèi)型對(duì)象的一個(gè)指針蛔六。該指針要么引用托管堆中的一個(gè)對(duì)象，要么為null废亭。
在應(yīng)用程序中国章，只要某對(duì)象變得不可達(dá)，也就是沒(méi)有根（root）引用該對(duì)象豆村，這個(gè)對(duì)象就會(huì)成為垃圾回收器的目標(biāo)液兽。
用一句簡(jiǎn)潔的英文描述就是:GC roots are not objects in themselves but are instead references to objects.而且，Any object referenced by a GC root will automatically survive the next garbage collection.
.NET中可以當(dāng)作GC Root的對(duì)象有如下幾種：
1掌动、全局變量
2四啰、靜態(tài)變量
3、棧上的所有局部變量(JIT)
4坏匪、棧上傳入的參數(shù)變量
5拟逮、寄存器中的變量
注意，只有引用類(lèi)型的變量才被認(rèn)為是根适滓，值類(lèi)型的變量永遠(yuǎn)不被認(rèn)為是根敦迄。只有深刻理解引用類(lèi)型和值類(lèi)型的內(nèi)存分配和管理的不同，才能知道為什么root只能是引用類(lèi)型凭迹。
順帶提一下JAVA罚屋，在Java中，可以當(dāng)做GC Root的對(duì)象有以下幾種：
1嗅绸、虛擬機(jī)（JVM）棧中的引用的對(duì)象
2脾猛、方法區(qū)中的類(lèi)靜態(tài)屬性引用的對(duì)象
3、方法區(qū)中的常量引用的對(duì)象（主要指聲明為final的常量值）
4鱼鸠、本地方法棧中JNI的引用的對(duì)象
四猛拴、什么時(shí)候發(fā)生GC
1羹铅、當(dāng)應(yīng)用程序分配新的對(duì)象，GC的代的預(yù)算大小已經(jīng)達(dá)到閾值愉昆，比如GC的第0代已滿(mǎn)
2职员、代碼主動(dòng)顯式調(diào)用System.GC.Collect()
3、其他特殊情況跛溉，比如焊切，windows報(bào)告內(nèi)存不足、CLR卸載AppDomain芳室、CLR關(guān)閉专肪，甚至某些極端情況下系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置改變也可能導(dǎo)致GC回收
