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作為.NET進階內容的一部門，渣滓收受接管器(簡稱GC)是必需懂得的內容。本著“淺顯易懂”的准繩，本文將說明CLR中渣滓收受接管器的任務道理。
基本常識
托管堆(Managed Heap)
先來看MSDN的說明：初始化新過程時，運轉時會為過程保存一個持續的地址空間區域。這個保存的地址空間被稱為托管堆。
“托管堆也是堆”，為何如許說呢？這麼說是願望年夜家不要被“術語”困惑，這個常識點的條件是“值類型和援用類型的差別”。這裡假定讀者曾經曉得“值類型存儲在棧中，援用類型存儲在堆中。(援用類型的援用存儲在棧中)”這一主要概念。所以，依據這個實際，除值類型外，CLR請求一切資本都從托管堆分派。
托管堆保護著一個指針，這裡定名為NextObjPtr，它指向下一個對象在堆中的分派地位。
CPU存放器(CPU Register)
這個是盤算機基本常識，這裡溫習一下，有助於對上面“根”概念的懂得。
CPU存放器是CPU本身的”暫時存儲器”,比內存的存取還快。按與CPU遠最近分，離得比來的是存放器，然後緩存(盤算機1、2、三級緩存)，最初內存。
根(Roots)
類中界說的任何靜態字段，辦法的參數，部分變量(僅限援用類型變量)等都是根，別的cpu存放器中的對象指針也是根。根是CLR在堆以外可以找到的各類進口點。
對象可達與弗成達(Objects reachable and unreachable)
假如一個根援用了堆中的一個對象，則該對象為“可達”，不然等於“弗成達”。
渣滓收受接管的緣由
從盤算機構成的角度來說，一切的法式都是要駐留在內存中運轉的。而內存是一個限制身分(年夜小)。除此以外，托管堆也有年夜小限制。假如托管堆沒有年夜小限制，那C#的履行速度要優於c了(托管堆的構造讓它有比c運轉時堆更快的對象分派速度)。由於地址空間和存儲的限制身分，托管堆要經由過程渣滓收受接管機制，來保持它的正常運作，包管對象的分派，不會“內存溢出”。
渣滓收受接管的根本道理
收受接管分為兩個階段： 標志 –> 緊縮
標志的進程，其實就是斷定對象能否可達的進程。當一切的根都檢討終了後，堆中將包括可達(已標志)與弗成達(未標志)對象。
標志完成後，進入緊縮階段。在這個階段中，渣滓收受接管器線性的遍歷堆，以尋覓弗成達對象的持續內存塊。並把可達對象挪動到這裡以緊縮堆。這個進程有點相似於磁盤空間的碎片整頓。
如上圖所示，綠色框表現可達對象，黃色框為弗成達對象。弗成達對象消除後，挪動可達對象完成內存緊縮(變得更緊湊)。
緊縮以後，“指向這些對象的指針”的變量和CPU存放器如今都邑掉效，渣滓收受接管器必需從新拜訪一切根，並修正它們來指向對象的新內存地位。這會形成明顯的機能喪失。這個喪失也是托管堆的重要缺陷。
基於以上特色，渣滓收受接管激發的收受接管算法也是一項研討課題。由於假如真比及托管堆滿才開端履行渣滓收受接管，那就真的太“慢”了。
渣滓收受接管算法 – 分代(Generation)算法
代是CLR渣滓收受接管器采取的一種機制，它獨一的目標就是晉升運用法式的機能。分代收受接管，速度明顯快於收受接管全部堆。
CLR托管堆支撐3代：第0代，第1代，第2代。第0代的空間約為256KB，第1代約為2M，第2代約為10M。新結構的對象會被分派到第0代。
如上圖所示，當第0代的空間滿時，渣滓收受接管器啟動收受接管，弗成達對象(上圖C、E)會被收受接管，存活的對象被歸為第1代。
當第0代空間已滿，第1代也開端有許多弗成達對象以致空間將滿時，這時候兩代渣滓都將被收受接管。存活上去的對象(可達對象)，第0代升為第1代，第1代升為第2代。
現實CLR的代收受接管機制加倍“智能”，假如新創立的對象生計周期很短，第0代渣滓也會連忙被渣滓收受接管器收受接管(不消等空間分派滿)。別的，假如收受接管了第0代，發明還有許多對象“可達”，
並沒有釋放若干內存，就會增年夜第0代的預算至512KB，收受接管後果就會改變為：渣滓收受接管的次數將削減，但每次都邑收受接管年夜量的內存。假如還沒有釋放若干內存，渣滓收受接管器將履行
完整收受接管(3代)，假如照樣不敷，則會拋出“內存溢出”異常。
也就是說，渣滓收受接管器會依據收受接管內存的年夜小，靜態的調劑每代的分派空間預算！到達主動優化！
總結
渣滓收受接管面前有如許一個根本的不雅念：編程說話(年夜多半的)仿佛總能拜訪無窮的內存。而開辟者可以一向分派、分派再分派——像魔法一樣，取之不盡用之不竭。
.NET渣滓收受接管器的根本任務道理是：經由過程最根本的標志消除道理，消除弗成達對象；再像磁盤碎片整頓一樣緊縮、整頓可用內存；最初經由過程分代算法完成機能最優化。
