什么是垃圾回收机制

在.Net 平台，用户可以手动也可以通过.Net提供的垃圾收集器Garbage Collector（后称GC）释放被占用的资源。总所周知，.Net的内存分为可管理内存和不可管理内存，可管理内存包括栈stack和可管理堆managed heap，不可管理内存就是不可管理堆，包括文件的Handler、数据库的Connection等等。可管理内存可以让GC自动处理，而不可管理内存只能用户手动清理。这就是.Net 的垃圾回收机制。

Garbage Collector运行机制

处理值类型对象

由于值类型对象被存放在栈中，GC可以直接清理。所以这里重点说一下引用类型对象。

处理引用类型对象

引用类型对象的存放机制

引用类型对象被分为大对象（超过85K）和小对象(小于85K)，大对象被专门放在一个特殊堆中，因为每次GC清理完一些对象后，堆中会出现一些不连续的空闲的内存空间，导致堆空间碎片化，因此GC把仍存在的对象移动在一片连续的内存空间里，这样避免内存空间浪费，这一过程被称为压缩堆。而大对象移动的起来比较费劲，所以将大对象和小对象放在独立的两个堆里。大对象堆是从来不压缩的。

小对象堆的处理机制

.Net将小对象堆分为三代区块(generation 0, 1, 2 section)，从0代区到2代区，最新建立的对象存放在0代区；GC运行第一次后，存活下的对象被放到1代区，新对象放到0代区；GC第二次运行后，重复刚才的过程，1代区存活的对象放到2代区，0代区对象放到1代区。二代区和大对象区的收集处理工作由一个专门的后台线程完成，所以主程序线程只被0代区和1代区的处理线程阻塞，和其他区没有关系。大对象堆在物理上是独立的空间，但是根据微软的文档，它在逻辑上被认为是2代区的一部分，所以也可以认为大对象直接被存放在2代区。

GC 的回收过程

GC处理引用类型对象时，首先要清理其栈中的引用变量，但是并不立即处理对应的存放在堆中的对象。GC从根引用表中查找所有引用对象，并继续查找引用对象树。这时，它才将没有引用变量的对象处理掉。

标记存活的对象并建立一个列表。
更新存活的对象的引用。
收回没有引用变量的的对象的空间。
整理堆空间，移动存活对象到区末尾。

GC运行的时间一般不需要用户控制，但是.Net提供接口System.Collect.GC()方法，让用户在需要的时候调用GC。

GC的性能提升

为了提高程序性能，GC采用了一些算法以加快回收速度，比如基于年龄的回收算法Age-based Garbage Collection，先回收最新的对象以及与其相关的对象。

何时调用GC

当以下情形之一出现时，系统调用GC回收内存

系统可用内存容量偏低。
已存在对象占用内存空间超过一定阙值。
用户调用GC.Collect()。

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