海不是藍(lán)

理解垃圾回收平臺的基本工作原理

面向?qū)ο蟮沫h(huán)境中，每個(gè)類型都代表可供程序使用的一種資源。要使用這些資源，就需要為資源分配內(nèi)存，當(dāng)不使用資源的時(shí)候再回收銷毀。過程如下。

 

1.調(diào)用IL指令newobj，為代表資源的類型分配內(nèi)存，c#中就是new操作符。

2.初始化內(nèi)存，設(shè)置資源為初始狀態(tài)，c#中是類型的實(shí)例構(gòu)造器負(fù)責(zé)初始化。

3.訪問類型的成員(可以重復(fù))使用資源。(就是你平時(shí)不斷的使用一個(gè)對象的過程)

4.摧毀資源的狀態(tài)以進(jìn)行清理。

5.釋放內(nèi)存，垃圾回收器獨(dú)自負(fù)責(zé)這一步。

 

Jeffrey大牛的抱怨

Jeffrey這里有開始回憶他以前寫c++的光陰了！

Jeffrey抱怨：進(jìn)行非托管編程的時(shí)候，內(nèi)存管理不當(dāng)是主要的bug。

Jeffrey抱怨：花了大量的時(shí)間去考慮內(nèi)存的管理，極大的分散了他的精力。

 

但是CLR的垃圾回收來了！Jeffrey開心的笑了！

 

 

 

紅領(lǐng)巾？？？

 

從托管堆分配資源

CLR要求所有資源都從托管堆分配！別想逆天！

 

這個(gè)托管堆和C語言中的堆相似，不同的地方是托管堆不需要你去手動刪除里面的對象。程序不需要的對象它自己會刪除！

 

托管堆如何知道應(yīng)用程序不再用一個(gè)對象？？？

要想知道問題的答案？Jeffrey說：“親，稍后告訴你！”。

從基本概念講起：

CLR維護(hù)著一片連續(xù)的地址空間，最開始沒有對應(yīng)物理存儲空間，這個(gè)地址就是托管堆。托管堆還有個(gè)指針，叫“NextObjPtr”，它指向下一個(gè)對象在堆中的分配位置。

 

Newobj指令導(dǎo)致clr執(zhí)行的步驟

1.計(jì)算類型的字段需要的字節(jié)數(shù)。

2.加上對象的開銷需要的字節(jié)數(shù)。每個(gè)對象有2個(gè)開銷：一個(gè)是類型對象指針和一個(gè)同步索引塊。

3.CLR檢查保留區(qū)是否能提供分配對象所需的字節(jié)數(shù)。

這里有個(gè)彩蛋，托管堆中分配的對象內(nèi)存地址是連續(xù)的，例如c語言這些從線程棧中分配對象的內(nèi)存可能是分散的。

 

垃圾回收算法

垃圾回收器檢查托管堆中是否有程序不用的對象，如果有，那個(gè)對象的內(nèi)存將被回收。如果回收了一次，托管堆中還是沒有可以使用的內(nèi)存，那么new操作符將會拋出OutOfMemoryException異常！

 

然后Jeffrey開始解釋什么是根！

然后他寫了一個(gè)類，竟然搬上了32cpu下的80386匯編！

什么EBX,EDI這些東西，我早忘記了。直接不看了！

大概也就是從匯編角度去解釋clr怎么進(jìn)行回收的。

 

根和回收

每個(gè)程序都包含一組根，每個(gè)根都是一個(gè)存儲位置，其中包含了指向?qū)σ脤ο蟮囊粋€(gè)指針！該指針要么是托管堆中一個(gè)對象，要么是null。

1.類型中的靜態(tài)字段是一個(gè)根。

2.任何方法參數(shù)或局部變量也是一個(gè)根。

3.只有引用類型的變量才能被認(rèn)為是根，值類型的變量永遠(yuǎn)不會是根。

 

接下來就是那萬惡的匯編了！！！我懷著萬分痛苦的心情還是看了下。

 

1.標(biāo)記階段

大概意思就是垃圾回收器檢查托管堆中的每一個(gè)根，然后沿著這些根去檢查根下面是否有引用其他對象，如果有，先標(biāo)記好然后在根的同步索引字段上開啟一位。再檢查這個(gè)對象在堆下面的對象是否存在引用，

如果不存在，那么這個(gè)對象不會被標(biāo)記。再去檢查其他根。

 

2.壓縮階段

已經(jīng)標(biāo)記好的對象是可達(dá)的對象，未標(biāo)記的對象是不可達(dá)的，也就是垃圾對象。

現(xiàn)在開始第二階段：壓縮階段。

 

這個(gè)階段中，垃圾回收器會線性的遍歷堆，尋找未標(biāo)記對象的連續(xù)內(nèi)存塊。

如果內(nèi)存塊比較小，垃圾回收器會直接無視他們，忽略掉。

如果比較大，垃圾回收器會把非垃圾的對象移動到這里以壓縮堆。

 

垃圾回收會造成顯著的性能損失！這是托管堆的主要缺點(diǎn)。垃圾回收只在第0代滿的時(shí)候才發(fā)生。

 

垃圾回收與調(diào)試

只要對象變得不可達(dá)，就會成為垃圾回收器的目標(biāo)！不保證對象在方法的生存周期中始終存活。

static void Main()

{

    Timer t = new Timer(TimerCallBack, null, 0, 2000);

    Console.Read();

}

private static void TimerCallBack(object obj)

{

    Console.WriteLine("TimerCallBack:{0}", DateTime.Now);

    GC.Collect();

}

上面的程序一般認(rèn)為會每2秒輸出一次，這里主動調(diào)用了GC回收方法。但是運(yùn)行的時(shí)候發(fā)現(xiàn)回調(diào)方法只被調(diào)用了一次。

因?yàn)檫@里t初始化之后，垃圾回收器發(fā)現(xiàn)在main方法里面再也沒有用過t。所以調(diào)用了一次回調(diào)方法以后t就被回收了！

 

有些開發(fā)人員嘗試這樣去解決

Timer t = new Timer(TimerCallBack, null, 0, 2000);

Console.Read();

t = null;

但是發(fā)現(xiàn)最后運(yùn)行的情況和上面一樣！

因?yàn)閷⒕植孔兞吭O(shè)為null，等于沒有引用這個(gè)變量。所以垃圾回收器一樣的回收你！

 

正確的解決方法

Timer t = new Timer(TimerCallBack, null, 0, 2000);

Console.Read();

t.Dispose();

因?yàn)閷ο蟊仨毚婊畈拍苷{(diào)用Dispose方法！

 

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Finalize和Safehandle就直接先忽略。以后接觸到再看！

唉！手動監(jiān)視和控制對象的生存期也先忽略吧！AppDomain和com操作不太熟悉，以后再看。

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代

代是CLR垃圾回收采用的一種機(jī)制，它的目的就是提升應(yīng)用程序的性能。

第0代

托管堆在初始化時(shí)不包含任何對象，添加到堆的對象稱為第0代對象。

第1代

當(dāng)程序不斷運(yùn)行，不斷有很多對象添加到托管堆，那么第0代預(yù)算的容量滿了，那么GC就會開始一次垃圾回收，那些0代中不可達(dá)的對象就會被回收。

在垃圾回收中存活的對象就會升級為第1代。

第2代

當(dāng)?shù)?代中的對象越來越多，垃圾回收器就會考慮回收第0代和第1代中的垃圾對象，這次回收以后，存活的第1代對象就會升級到第2代。

 

下面寫個(gè)程序演示代

Console.WriteLine("當(dāng)前系統(tǒng)支持的最大代：{0}", GC.MaxGeneration);

//在堆中創(chuàng)建一個(gè)新的GenObj

Object obj = new object();

Console.WriteLine("obj Gen:{0}", GC.GetGeneration(obj));//0

GC.Collect();

Console.WriteLine("obj Gen:{0}", GC.GetGeneration(obj));//1

GC.Collect();

Console.WriteLine("obj Gen:{0}", GC.GetGeneration(obj));//2

GC.Collect();

Console.WriteLine("obj Gen:{0}", GC.GetGeneration(obj));//2(不能再大了)

obj = null;