12、深入理解垃圾回收与资源管理

深入理解垃圾回收与资源管理

1 垃圾回收机制概述

垃圾回收（Garbage Collection, GC）是现代编程语言中不可或缺的一部分，尤其在托管环境中，如C#。GC的主要任务是自动管理内存，确保不再使用的对象能够被及时清理，从而释放宝贵的系统资源。C#中的垃圾回收器是.NET运行时的一部分，它通过跟踪对象的生命周期来决定何时回收内存。

1.1 垃圾回收的工作原理

垃圾回收器通过追踪对象的引用关系来判断哪些对象是活动的（即仍在使用），哪些对象是可以回收的。C#中的垃圾回收器采用了一种称为“标记-清除”的算法，具体步骤如下：

1. 标记阶段 ：垃圾回收器遍历所有根对象（如全局变量、静态变量、栈中的局部变量等），并标记所有从根对象可达的对象。
2. 清除阶段 ：垃圾回收器回收所有未被标记的对象所占用的内存。
3. 压缩阶段 （可选）：为了减少内存碎片，垃圾回收器可以移动存活对象的位置，并更新所有引用。

1.2 垃圾回收的代际机制

为了提高垃圾回收的效率，C#的垃圾回收器采用了代际机制。代际机制将堆分为几代，每一代代表不同生命周期的对象集合。具体来说：

• 第0代 ：新创建的对象被分配到第0代。当第0代填满时，垃圾回收器会触发一次收集，回收不再使用的对象。
• 第1代 ：经过第0代收集后仍然存活的对象会被提升到第1代。第1代的收集频率较低