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c# 垃圾回收gc原理

幻夢星雲

幻夢星雲

发布时间:2026-01-03 10:30:11

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来源于php中文网

原创

GC是按需触发的标记-压缩回收机制,非定时执行;.NET分代回收通过对象存活次数动态晋升,90%对象死于Gen 0;标记-清除-压缩三步确保高效分配,但LOH不压缩易碎片化;手动调用GC.Collect()几乎总是错误。

c# 垃圾回收gc原理

GC 不是“定时扫垃圾”,而是“按需暂停+标记压缩”——它只在内存分配失败、系统压力大或显式调用时才启动,且每次回收都伴随短暂的 Stop-The-World(STW)暂停。理解这点,才能避开“为什么用了 GC.Collect() 反而更卡”这类误区。

分代回收不是分类管理,而是性能优化的核心策略

.NET 把托管堆划为三代(Gen 0Gen 1Gen 2),但这个划分不是静态标签,而是对象存活次数的动态记录:

  • new 出来的对象默认进 Gen 0
  • 一次 Gen 0 GC 后还活着,就升到 Gen 1
  • 再活过一次 Gen 1 GC,就进 Gen 2
  • Gen 2 对象基本不挪动,除非触发全堆回收(Full GC)。

关键点:90% 的对象死在 Gen 0,所以 GC 大部分时间只扫描几 MB 内存,极快。一旦你把短期对象(比如循环里的 byte[1024])长期持有(例如塞进静态 List),它就会不断晋升,最终拖慢 Gen 2 回收——这是最常见性能拐点。

标记-清除-压缩三步缺一不可,但压缩只对小对象生效

GC 不是简单删掉对象就完事。它必须保证后续分配还能用“指针碰撞”(Bump Pointer)这种 O(1) 速度分配新对象,所以压缩必不可少:

  • 标记阶段:从根(静态字段、变量、寄存器等)出发,递归标记所有可达对象;
  • 清除阶段:释放未被标记的内存块;
  • 压缩阶段:仅对 Gen 0Gen 1 中的小对象堆(SOH)执行——把存活对象往低地址挤,腾出连续空闲空间;
  • 大对象堆(LOH)不压缩:>85,000 字节的对象(如大数组)直接进 LOH,GC 清理后只链表记录空闲块,不移动。久而久之就碎片化,可能提前触发 Full GC。

这就是为什么反复 new byte[100000]new byte[1000] 更容易引发卡顿——前者直奔 LOH,后者还在 SOH 里被快速回收。

关于Objective
关于Objective

本文档主要讲述的是关于Objective-C手动内存管理的规则;在ios开发中Objective-C 增加了一些新的东西,包括属性和垃圾回收。那么,我们在学习Objective-C之前,最好应该先了解,从前是什么样的,为什么Objective-C 要增加这些支持。有需要的朋友可以下载看看

下载

手动调用 GC.Collect() 几乎总是错的

CLR 的 GC 调度器比你更懂当前内存状态。强行调用只会:

  • 打断正在运行的后台 GC(Server GC 模式下);
  • 强制升级本可留在 Gen 0 的对象;
  • 引发不必要的 STW 暂停,尤其在 UI 线程调用时直接卡界面;
  • 掩盖真正问题:比如事件没解绑、缓存没清理、IDisposable 没用 using

唯一合理场景:进程即将退出,或长时间后台任务结束前想主动释放一批大资源(仍建议只指定 GC.Collect(0),避免触碰 Gen 2)。

真正该盯住的不是 GC 本身,而是对象生命周期——谁在持有着不该持有的引用?静态集合是否在无限增长?Finalizer 是否在阻塞终结队列?这些才是 GC 表现异常背后的实锤线索。

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