.NET CLR GC的知識點彙總

• GC的處理流程

  • GC暫停進程中的全部線程。
  • GC遍歷堆中的全部對象，將某個位（這個位包含在對象同步塊索引的字段中）設置爲0（0表示將被刪除）。
  • GC檢查全部活動根（根是指引用類型的變量），把活動根指向的對象標記爲1，再次該對象引用的其它對象標記爲1，依次類推。
  • GC將活動對象進行從新排列，讓全部倖存對象在內存中緊挨在一塊兒。
  • 將移動過的倖存對象的根更新固定的偏移量。
  • GC恢復進程中的全部線程。

• GC對活動對象（活動根）的認定：

  • 被任何靜態對象或靜態字段引用。
  • 應用程序棧中引用類型的變量指向的對象。
    • 應用程序中的本地引用類型變量。
    • 應用程序方法中的引用類型參數。
  • 等待被終結(finalized)的對象。

• GC將活動對象進行從新排列後得到的好處：

  • 減小活動對象的內存地址範圍，提高訪問活動對象的性能。
  • 讓剩餘的內存空間變成連續的，便於後續分配給新對象。
  • 解決原生堆（非託管堆）的內存碎片問題。

• GC代的算法的出發點：

  • 對象越新，生存期越短。
  • 對象越老，生存期越長。
  • 回收堆的一部分，速度快於回收整個堆。

• GC關於代的算法流程：

  • 初始化堆，接下來分配的全部對象都是0代。
  • 某個時間點0代超過預算，觸發一次GC回收。
  • 倖存下來的對象從0代提高到1代，此時0代不包含任何對象。
  • 對1代對象進行緊湊排列。
  • 在0代爲新對象分配內存。
  • 一段時間後再次觸發GC對0代進行回收。
  • 0代回收結束後發現0代的剩餘空間不夠用，此時會觸發對1代的內存進行GC操做。
  • 1代中倖存下來的對象會被提高到2代。
  • 對1代對象進行緊湊排列。
  • 某個時間後再次觸發GC對0代和1代進行回收。
  • 回收結束後發現0代的剩餘空間不夠用，此時會觸發對2代的內存進行GC操做。
  • 對1代和2代對象進行緊湊排列。
  • 某個時間後GC對0-2代回收完成後，發現1代和2代的剩餘空間太多，此時會對0-2代的內存進行從新分配。

• GC觸發的時機：

  • 0代超過預算時。
  • 顯式調用System.GC.Collect()
  • Windows報告低內存
  • AppDomain正在被卸載
  • CLR正常關閉時

• GC與Finalize（終結）方法

  • Finalize方法用於釋放非託管資源的場景。
  • 定義過Finalize方法的對象在分配內存時，會被附加到支持終結的對象列表中。
  • GC在標記對象爲可刪除時會檢查支持終結的對象列表是否存在，若是存在則會移到待終結的對象列表中。
  • 待終結的對象以及它引用的對象在判斷爲待刪除時，這些對象仍是會被臨時性地提高一個代，讓這些對象存活一會來確保終結操做能正常執行。
  • GC利用一個高優先級的線程來檢查待終結的對象列表並調用對象的Finalize方法，Finalize方法完成後將對象引用從該列表中刪除。
  • 下一輪GC觸發時剛被終結的對象以及它引用的對象會被正常回收。

• GC與大對象

  • ≥85,000KB的對象爲大對象。
  • 大對象被分配在獨立的堆地址空間中。
  • 大對象老是2代，而且只在2代回收操做時觸發回收。
  • 大對象通常不會作緊湊操做。

• 參考資料：
• 《CLR via C# Fourth Edition》    Jeffrey Richter
• Fundamentals of garbage collection
  https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/garbage-collection/fundamentals
• C# Garbage Collection Active Rootshttps://stackoverflow.com/questions/8345075/c-sharp-garbage-collection-active-roots