.Net Discovery系列之七 深入理解.Net垃圾收集机制2011-01-19 博客园 缘清第一节.垃圾回收算法与完整收集（Full GC）垃圾收集器就是跟踪所有被引用到的对象，整理对象不再被引用的对象，回收相应的内存，它使用“标记与清除”算法，分两步回收对象:Step 1.Mark-Sweep ：从应用程序的root出发，利用相互引用关系，遍历其在Heap上动态分配的所有对象，指明需要回收的对象，标记出那些存活的对象，予以标记。Step 2.Compact： 对内存中存活的对象进行移动，修改它们的指针，使之在内存中连续，这样空闲的内存也就连续了，即完成了内存释放工作，也解决了内存碎片问题，这个过程也可以成为指针的压缩。垃圾收集器一般将托管堆中的对象分为3代，这可以通过调用GC.MaxGeneration得知，对象按照存在时间长短进行分代，最短的分在第0代，最长的分在第2代，第2代中的对象往往是比较大的，第二代空间被称作Large Object Heap，对于2代对象的回收，与第0、1代回收方式相比最大的不同在于，没有了指针移动的压缩过程。
图1 对象的回收如上图所示，左边的区域为第一次GC时的结构，需要注意的是GC标记的是那些存活的对象，而不是需要回收的，所以第一次回收，对象B、D没有被标记，所以被回收了，之后GC移动了对象内存指针，使空间连续。接下来看中间的部分，第二次GC开始了，C对象没有被标记，所以被回收了，接下来A、D、F三个对象被压缩，形成连续的内存空间，并且形成了第1、2、3代区域。接下来看最右边的部分，D对象没有被标记，由于D对象处于第2代中，所以回收D对象后，GC没有启动压缩步骤，因为对于大对象的指针移动，资源耗费成本很高。对于第2代的GC称为Full GC，新分配的对象在第0代（0代空间最大长度通常为256K），按地址顺序分配，它们通常是一些局部变量；第1代（1代空间最大长度通常为2 MB）是经过0代垃圾收集后仍然驻留在内存中的对象，它们通常是一些如表单，按钮等对象；第2代是经历过几次垃圾收集后仍然驻留在内存中的对象，它们通常是一些应用程序对象。可见一次Full GC需要的资源是最多的，可能是几秒或十几秒。托管堆的内存分配以段（Segment）为单位，CLR启动时通常为GC Heap创建2个段，分别用来存储第0、1代对象和第2代对象，以下是通过Windbg工具查看到的GC Heap情况：
图2 WinDbg 查看GC Heap情况可以看出，GC堆被分成了两个段，三代，每代起始地址十进制差值为12。在理解方面需要注意的是，GC回收的是程序中的引用类型，值类型是保存在堆栈之中，当值类型对象出了作用域后会自动释放内存----即弹栈，不需要垃圾收集器管理。
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