.NET內(nèi)存管理五大基礎(chǔ)知識(shí)

1.小對(duì)象怎么處理的？

小型.NET對(duì)象被分配到小型對(duì)象堆（SOH）上。其中有3種：第0代，第1代和第2代。對(duì)象根據(jù)其壽命向上移動(dòng)。

將新對(duì)象放在Gen 0上。當(dāng)Gen 0充滿時(shí)，.NET垃圾收集器（GC）運(yùn)行，處理不再需要的對(duì)象，并將其他所有內(nèi)容移至Gen1。如果Gen 1充滿，則GC再次運(yùn)行，也可以將Gen 1中的對(duì)象移動(dòng)到Gen 2中。

當(dāng)Gen 2變滿時(shí)，將發(fā)生GC完全運(yùn)行。這將清除不需要的Gen 2對(duì)象，將Gen 1對(duì)象移至Gen 2，然后將Gen 0對(duì)象移至Gen 1，最后清除所有未引用的內(nèi)容。每次運(yùn)行GC之后，都會(huì)壓縮受影響的堆，以將仍在使用的內(nèi)存保持在一起。

這種代代相傳的方法可確保事情高效運(yùn)行-耗時(shí)的壓縮過(guò)程僅在絕對(duì)必要時(shí)才會(huì)發(fā)生。

注意：如果您在Gen 2中看到大量的內(nèi)存，則表明內(nèi)存已被保留很長(zhǎng)時(shí)間，并且可能存在內(nèi)存問(wèn)題。這是內(nèi)存分析工具可以派上用場(chǎng)的地方。

2.較大的對(duì)象會(huì)怎樣？

大于85 KB的對(duì)象被分配到大對(duì)象堆（LOH）。由于復(fù)制大塊內(nèi)存的開(kāi)銷，它們沒(méi)有被壓縮。當(dāng)發(fā)生完整的GC時(shí)，未使用的LOH對(duì)象的地址范圍將記錄在可用空間分配表中。

分配新對(duì)象后，將在此可用空間表中檢查足以容納該對(duì)象的地址范圍。如果存在，則將對(duì)象分配到那里，如果不存在，則將對(duì)象分配到下一個(gè)可用空間。

由于對(duì)象不太可能是空地址范圍的確切大小，因此對(duì)象之間幾乎總是會(huì)留有小塊內(nèi)存，從而導(dǎo)致碎片。如果這些塊小于85 KB，則根本沒(méi)有重用的可能性。因此，隨著分配需求的增加，即使碎片空間仍然可用，也會(huì)保留新的段。

此外，當(dāng)需要分配大對(duì)象時(shí)，.NET還是傾向于將對(duì)象附加到末尾，而不是運(yùn)行昂貴的Gen 2 GC。這對(duì)性能有好處，但是是導(dǎo)致內(nèi)存碎片的重要原因

3.垃圾收集器可以在不同的模式下運(yùn)行以優(yōu)化性能

.NET通過(guò)為GC提供多種模式來(lái)解決性能與堆效率之間的權(quán)衡問(wèn)題。

工作站模式為用戶提供了最大的響應(yīng)速度，并減少了由于GC造成的暫停。它可以作為“并發(fā)”或“非并發(fā)”運(yùn)行，指的是運(yùn)行GC的線程。默認(rèn)值為并發(fā)，它為GC使用單獨(dú)的線程，因此應(yīng)用程序可以在GC運(yùn)行時(shí)繼續(xù)執(zhí)行。

服務(wù)器模式可為服務(wù)器環(huán)境提供最大的吞吐量，可伸縮性和性能。在服務(wù)器模式下，段大小和生成閾值通常比工作站模式大得多，這反映了對(duì)服務(wù)器的更高要求。

服務(wù)器模式在多個(gè)線程上并行運(yùn)行垃圾回收，為每個(gè)邏輯處理器分配一個(gè)單獨(dú)的SOH和LOH，以防止線程相互干擾。

.NET框架提供了一種交叉引用機(jī)制，因此對(duì)象仍然可以在堆之間相互引用。但是，由于應(yīng)用程序響應(yīng)能力不是服務(wù)器模式的直接目標(biāo)，因此在GC期間，所有應(yīng)用程序線程都將被掛起。

4.引用不足會(huì)在性能和內(nèi)存效率之間折衷

弱對(duì)象引用了GC根的替代來(lái)源，使您可以保留對(duì)象，同時(shí)在GC需要時(shí)可以收集對(duì)象。它們是代碼性能和內(nèi)存效率之間的折衷。創(chuàng)建對(duì)象需要占用CPU時(shí)間，但保持加載狀態(tài)需要占用內(nèi)存。

弱引用特別適用于大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，假設(shè)您有一個(gè)允許用戶瀏覽大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，他們可能會(huì)返回其中的一些數(shù)據(jù)。您可以將任何強(qiáng)引用轉(zhuǎn)換為他們?yōu)g覽的結(jié)構(gòu)為弱引用。如果用戶返回到這些結(jié)構(gòu)，則可以使用它們，但如果沒(méi)有，GC可以根據(jù)需要回收內(nèi)存。

5.對(duì)象固定可以創(chuàng)建在托管和非托管代碼之間傳遞的引用

.NET使用一種稱為GCHandle的結(jié)構(gòu)來(lái)跟蹤堆對(duì)象。GCHandle可用于在托管域和非托管域之間傳遞對(duì)象引用，.NET維護(hù)一個(gè)GCHandles表以實(shí)現(xiàn)此目的。GCHandle有四種類型，包括固定的，用于將對(duì)象固定在內(nèi)存中的特定地址。

對(duì)象固定的主要問(wèn)題是它可能導(dǎo)致SOH碎片化。如果將對(duì)象固定在GC期間，則根據(jù)定義，該對(duì)象無(wú)法重定位。根據(jù)您使用固定的方式，它會(huì)降低壓縮的效率，在堆中留下間隙。避免這種情況的最佳策略是在很短的時(shí)間內(nèi)鎖定，然后釋放。