31、深入探索C：垃圾回收与反射机制

深入探索C#：垃圾回收与反射机制

在C#编程中，垃圾回收和反射机制是两个非常重要的概念。下面将详细介绍这两个方面的内容。

一、.NET运行时的垃圾回收

在软件领域，垃圾回收有时名声不佳，一些程序员认为自己在内存分配方面能比垃圾回收器（GC）做得更好。实际上，他们确实可以，但前提是为每个程序甚至每个类编写自定义分配器，而且编写、理解和维护自定义分配器是一项艰巨的任务。在大多数情况下，经过良好调优的垃圾回收器的性能与非托管堆分配器相当甚至更好。

1. 内存分配

在.NET运行时，堆分配速度很快。系统只需确保托管堆有足够的空间来存放请求的对象，返回该内存的指针，并将指针递增到对象的末尾。垃圾回收器以分配时的简单性换取清理时的复杂性。在大多数情况下，分配操作非常快，但如果空间不足，可能需要进行垃圾回收以获取足够的空间来分配对象。为了提高性能，大于20KB的大对象会从大对象堆中分配。

2. 标记与压缩算法

.NET垃圾回收器使用标记与压缩（Mark and Compact）算法。当进行垃圾回收时，垃圾回收器从根对象（包括全局变量、静态变量、局部变量和CPU寄存器）开始，找出所有从这些根对象引用的对象。这些对象集合表示在回收时正在使用的对象，因此系统中的其他对象不再需要。为了完成回收过程，所有被引用的对象会被复制到托管堆中，并且指向这些对象的指针会被修正。然后，下一个可用位置的指针会移动到被引用对象的末尾。由于垃圾回收器在移动对象和对象引用，系统中不能进行其他操作，即垃圾回收期间所有有用的工作都必须停止。

3. 对象分代

遍历所有当前引用的对象成本很高，而且很多工作是徒劳的，因为对