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垃圾回收机制

17 浏览量 2020-09-05 12:43:07 上传评论收藏 100KB PDF 举报

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详谈.net中的垃圾回收机制，需要的朋友可以参考一下

1. 自动内存管理和GC

　　在原始程序中堆的内存分配是这样的：找到第一个有足够空间的内存地址（没被占用的），然后将该内存分配。当程序不

再需要此内存中的信息时程序员需要手动将此内存释放。堆的内存是公用的，也就是说所有进程都有可能覆盖另一进程的内存

内容，这就是为什么很多设计不当的程序甚至会让操作系统本身都down掉。我们有时碰到的程序莫名其妙的死掉了（随机现

象），也是因为内存管理不当引起的（可能由于本身程序的内存问题或是外来程序造成的）。另一个常见的实例就是大家经常

看到的游戏的Trainer，他们通过直接修改游戏的内存达到"无敌"的效果。明白了这些我们可以想象如果内存地址被用混乱了的

话会多么危险，我们也可以想象为什么C++程序员（某些）一提起指针就头疼的原因了。另外，如果程序中的内存不被程序员

手动释放的话那么这个内存就不会被重新分配，直到电脑重起为止，也就是我们所说的内存泄漏。所说的这些是在非托管代码

中，CLR通过AppDomain实现代码间的隔离避免了这些内存管理问题，也就是说一个AppDomain在一般情况下不能读/写另一

AppDomain的内存。托管内存释放就由GC（Garbage Collector）来负责。我们要进一步讲述的就是这个GC，但是在这之前

要先讲一下托管代码中内存的分配，托管堆中内存的分配是顺序的，也就是说一个挨着一个的分配。这样内存分配的速度就要

比原始程序高，但是高出的速度会被GC找回去。为什么？看过GC的工作方式后你就会知道答案了。

2. GC工作方式

　　首先我们要知道托管代码中的对象什么时候回收我们管不了（除非用GC.Collect**GC回收，这不推荐，后面会说明为什

么）。GC会在它"高兴"的时候执行一次回收（这有许多原因，比如内存不够用时。这样做是为了提高内存分配、回收的效

率）。那么如果我们用Destructor呢？同样不行，因为.NET中Destructor的概念已经不存在了，它变成了Finalizer，这会在后

面讲到。目前请记住一个对象只有在没有任何引用的情况下才能够被回收。为了说明这一点请看下面这一段代码：

复制代码代码如下:

view sourceprint?object objA = new object();

object objB = objA;

objA = null;

// **回收。

GC.Collect();

objB.ToString();

　　这里objA引用的对象并没有被回收，因为这个对象还有另一个引用，ObjB。对象在没有任何引用后就有条件被回收了。

　　当GC回收时，它会做以下几步：

　　1、确定对象没有任何引用。

　　2、检查对象是否在Finalizer表上有记录。如果在Finalizer表上有记录，那么将记录移到另外的一张表上，在这里我们叫

它Finalizer2。如果不在Finalizer2表上有记录，那么释放内存。在Finalizer2表上的对象的Finalizer会在另外一个low priority的

线程上执行后从表上删除。当对象被创建时GC会检查对象是否有Finalizer，如果有就会在Finalizer表中添加纪录。我们这里所

说的记录其实就是指针。如果仔细看这几个步骤，我们就会发现有Finalizer的对象第一次不会被回收，也就是，有Finalizer的

对象要一次以上的Collect操作才会被回收，这样就要慢一步，所以作者推荐除非是绝对需要不要创建Finalizer。

　　GC为了提高回收的效率使用了Generation的概念，原理是这样的，第一次回收之前创建的对象属于Generation 0，之

后，每次回收时这个Generation的号码就会向后挪一，也就是说，第二次回收时原来的Generation 0变成了Generation 1，而

在第一次回收后和第二次回收前创建的对象将属于Generation 0。GC会先试着在属于Generation 0的对象中回收，因为这些是

最新的，所以最有可能会被回收，比如一些函数中的局部变量在退出函数时就没有引用了（可被回收）。如果在Generation 0

中回收了足够的内存，那么GC就不会再接着回收了，如果回收的还不够，那么GC就试着在Generation 1中回收，如果还不够

就在Generation 2中回收，以此类推。Generation也有个最大限制，根据Framework版本而定，可以用GC.MaxGeneration获

得。在回收了内存之后GC会重新排整内存，让数据间没有空格，这样是因为CLR顺序分配内存，所以内存之间不能有空着的

内存。现在我们知道每次回收时都会浪费一定的CPU时间，这就是我说的一般不要手动GC.Collect的原因。

　　当我们用Destructor的语法时，编译器会自动将它写为protected virtual void Finalize()，这个方法就是我所说的Finalizer。

就象它的名字所说，它用来结束某些事物，不是用来摧毁（Destruct）事物。在Visual Basic中它就是以Finalize方法的形式出

现的，所以Visual Basic程序员就不用操心了。C#程序员得用Destructor的语法写Finalizer，不过千万不要弄混了，.NET中已

经没有Destructor了。C++中我们可以准确的知道什么时候会执行Destructor，不过在.NET中我们不能知道什么时候会执行

Finalizer，因为它是在第一次对象回收操作后才执行的。我们也不能知道Finalizer的执行顺序，也就是说同样的情况下，A的

Finalize可能先被执行，B的后执行，也可能A的后执行而B的先执行。也就是说，在Finalizer中我们的代码不能有任何的时间

逻辑。下面我们以计算一个类有多少个实例为示例，指出Finalizer与Destructor的不同并指出在Finalizer中有时间逻辑的错

误：

复制代码代码如下:

view sourceprint?public class CountObject {

public static int Count = 0;

public CountObject() {

Count++;

}

~CountObject() {

Count--;

}

}

static void Main() {

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