36、.NET 垃圾回收机制与优化策略深度解析

.NET 垃圾回收机制与优化策略深度解析

1. 大对象堆（LOH）概述

在 .NET 中，虽然技术上可以创建需要大对象堆（LOH）的类实例，但这种情况通常只出现在生成代码或特定示例中。实际应用里，大多数 LOH 堆块包含数组和可能的字符串。与普通堆不同，垃圾回收器（GC）通常不会对 LOH 进行压缩，因为复制大对象成本高昂。不过，应用程序可以请求在下一次完整 GC 时对 LOH 进行压缩。CLR 会维护一个空闲块列表，并根据请求的大小决定使用哪个块，该列表的填充机制与普通堆相同。

示例代码展示了一个可能需要大对象堆的类：

public class GreedyObject
{ 
    public int[] MyData = new int[100_000];
}

2. C# 12.0 内联数组特性

随着创建对象数量的增加，GC 的工作量也会相应增加。C# 12.0 引入了内联数组机制，有助于减少对象分配。当一个类型总是关联一个数组时，通常每个实例需要在堆上进行两次分配：一次是为类型本身，另一次是为其数组。但如果数组元素数量固定，C# 12.0 允许将其定义为内联数组，即数组元素可以存储在另一个类型的内存中，而无需单独的堆块。

不过，内联数组适用于对性能高度敏感的场景，它会增加一些复杂性，在 .NET Framework 中不可用，且不如普通数组灵活。在性能分析表明其能带来显著差异的场景中使用才是明智之选。

在 C# 12.0 之前，模拟固定大小数组的代码示例如下：