C#GC

1. C#gc

根：類中定義的任何靜態字段，方法的參數，局部變量（僅限引用類型變量）等都是根，另外cpu寄存器中的對象指針也是根 。根是在堆以外能夠找到的各類入口點。

對象可達與不可達：若是一個根引用了堆中的一個對象，則該對象爲可達，不然是不可達。

垃圾回收的基本原理：回收分爲兩個階段：標記和壓縮，標記的過程就是判斷對象是否可達的過程。當全部的根檢查完畢後，堆中將包含可達（已標記）與不可達（未標記）對象。

標記完成後，進入壓縮階段。在這個階段中，垃圾回收器線性遍歷堆，以尋找不可達對象的連續內存塊。並把可達對象移動到這裏以壓縮堆。這個過程有點相似於磁盤空間的碎片整理。

 

不可達對象清除後，移動可達對象實現內存壓縮。

壓縮以後，指向這些對象的指針和cpu寄存器都會失效，垃圾回收器必須從新訪問全部根，並修改他們來指向對象的新內存位置。這會形成顯著的性能損失。這個損失也是託管堆的主要缺點。

 

垃圾回收算法-分代算法

代是CLR垃圾回收器採用的一種機制，他惟一的目的就是提高應用程序的性能。分代回收，速度顯然快於回收整個堆。

CLR託管堆支持3代：0，1，2。第0代的空間約爲256kb，第一代約爲2m，第二代約爲10m。新構造的對象會被分配到第0代。

 

當第0代空間滿時，垃圾回收器啓動回收，不可達對象會被回收，存活的對象會被歸於第1代。

 

當第0代空間已滿，第1代也開始有不少不可達對象以致空間將滿時，這時兩代垃圾都將被回收。存活下來的可達對象，第0代升爲第1代，第1代升爲第2代。

實際CLR的代回收機制更加智能，若是新建立的對象生存週期很短，第0代垃圾也會馬上被垃圾回收器回收（不用等空間分配滿）。另外，若是回收了第0代，發現還有不少對象可達，並無釋放多少內存，就會增大第0代的預算至512kb，回收效果轉變爲：垃圾回收的次數將減小，但每次都會回收大量的內存。若是尚未釋放多少內存，垃圾回收將執行徹底回收（3代），若是還不夠，則會拋出內存異常。

也就是說，垃圾回收器會根據回收內存的大小，動態調整每一代的分配空間預算，達到自動優化。

 

.NET的GC機制有兩個問題：

首先，GC並非能釋放全部的資源，它不能自動釋放非託管資源。

第二，GC並非實時性的，這將會形成系統性能上的不肯定性。因此有了IDisposable接口，它定義了Dispose方法，這個方法用來供程序員顯式調用以釋放非託管資源。使用using語句能夠簡化資源。

託管資源：託管資源指的是.NET能夠自動進行回收的資源，主要是指託管堆上分配的內存資源。託管資源的回收工做是不須要人工干預的，有.NET運行庫在合適調用垃圾回收器進行回收。

非託管資源：非託管資源指的是.NET不知道如何回收的資源，最多見的一類非託管資源是包裝操做系統資源的對象，例如文件，窗口，網絡鏈接，數據庫鏈接，畫刷，圖標等。這類資源，垃圾回收器在清理的時候會調用Object.Finalize（）方法。默認狀況下，方法是空的，對於非託管對象，須要在此方法中編寫回收非託管資源的類，能夠將釋放非託管資源的代碼放在析構函數。

頻繁調用GC.Collect（）方法會下降程序的性能，當應用程序代碼中某個肯定的點上使用的內存量大量減小時，在這種狀況下使用 GC.Collect 方法可能比較合適。

 

.NET提供了三種釋放方法：

       第一種：提供Close方法：

               關閉對象資源，在顯示調用時被調用。Close方法是不存在的，是使用者本身寫的，正常狀況下Close方法裏面會調用Dispose()方法。

       第二種：Dispose

               繼承IDisposable接口，實現Dispose方法，調用Dispose方法，銷燬對象，須要顯示調用或者經過using語句，在顯示調用或者離開using程序塊時被調用。

Dispose方法用於清理對象封裝的非託管資源，而不是釋放對象的內存，對象的內存依然由垃圾回收器控制。

Dispose方法調用，不但釋放該類的非託管資源，還釋放了引用的類的非託管資源。

Dispose模式就是一種強制資源清理所要遵照的約定；Dispose模式實現了IDisposable接口，從而使得該類型提供一個公有的Dispose方法。

第三種：析構函數（Finalize）

        一個正常狀況的類是不會寫析構函數的，而一旦一個類寫了析構函數，就意味着GC會在不肯定的時間調用該類的析構函數，判斷該類的資源是否須要釋放，而後調用finalize方法，若是重寫了finalize方法則調用重寫的finalize方法，Finalize方法的做用是保證.NET對象能在垃圾回收時清除非託管資源。

在.NET中Object.Finalize方法是沒法重載的，編譯器是根據類的析構函數來自動生成Object.Finalize方法的

        finalize由垃圾回收器調用；dispose由對象調用。finalize無需擔憂由於沒有調用finalize而使非託管資源得不到釋放，但由於由垃圾回收器管理，不能保證當即釋放非託管資源；而dispose一調用就釋放非託管資源。

  GC.Collect()； //強制對全部代進行即時垃圾回收
當應用程序代碼中某個肯定的點上使用的內存量大量減小時，在這種狀況下使用 GC.Collect 方法可能比較合適。

實現模型： 
一、因爲大多數的非託管資源都要求能夠手動釋放，因此，咱們應該專門爲釋放非託管資源公開一個方法。實現IDispose接口的Dispose方法是最好的模型，由於C#支持using語句快，能夠在離開語句塊時自動調用Dispose方法。 

二、雖然能夠手動釋放非託管資源，咱們仍然要在析構函數中釋放非託管資源，這樣纔是安全的應用程序。不然若是由於程序員的疏忽忘記了手動釋放非託管資源， 那麼就會帶來災難性的後果。因此說在析構函數中釋放非託管資源，是一種補救的措施，至少對於大多數類來講是如此。 

三、因爲析構函數的調用將致使GC對對象回收的效率下降，因此若是已經完成了析構函數該乾的事情（例如釋放非託管資源），就應當使用SuppressFinalize方法告訴GC不須要再執行某個對象的析構函數。 

四、析構函數中只能釋放非託管資源而不能對任何託管的對象/資源進行操做。由於你沒法預測析構函數的運行時機，因此，當析構函數被執行的時候，也許你進行操做的託管資源已經被釋放了。這樣將致使嚴重的後果。 

五、（這是一個規則）若是一個類擁有一個實現了IDispose接口類型的成員，並建立（注意是建立，而不是接收，必須是由類本身建立）它的實例對象，則 這個類也應該實現IDispose接口，並在Dispose方法中調用全部實現了IDispose接口的成員的Dispose方法。 
只有這樣的才能保證全部實現了IDispose接口的類的對象的Dispose方法可以被調用到，確保能夠手動釋聽任何須要釋放的資源。

 

 

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