C#_垃圾回收（GC）机制详解

一、GC 的目的

垃圾回收器（Garbage Collector，简称 GC）是 .NET CLR（公共语言运行时）中的一项重要机制，用于自动管理内存。其主要职责：

自动释放不再使用的对象内存
防止内存泄漏
避免使用已释放的对象

二、GC的回收流程

GC 回收大致分为三步：

标记（Mark）：识别所有“根对象”可达的内存区域（静态字段、方法参数），从Root来开始检查那些是可达对象，那些是不可达对象，不可达对象标记为垃圾
清除（Sweep）：清除不可达的对象，迁移可达对象到第+1代内存上，并修改引用地址
整理（Compact）：压缩存活对象，消除内存碎片,不会对大对象进行压缩，83kb以上的对象是大对象

随着GC触发的次数越多，对象迁移的次数也就越多，GC的成本就越高,因为高代（Gen2)内存上存储的对象就越大

三、GC 的工作机制

1. 托管堆（Managed Heap）

所有通过 new 创建的对象都存储在托管堆中，也就是堆内存都由 GC 管理。托管堆是连续内存区域，GC 会自动跟踪对象的生命周期。

2. 代际回收机制（Generational Collection）

也就是平时所说的分代回收，分代的计算方式

为提高效率，GC 将对象分为以下几代：

代（Generation）	描述
第 0 代（Gen 0）	新创建对象，生命周期短
第 1 代（Gen 1）	从 Gen0 存活下来的中期对象
第 2 代（Gen 2）	生命周期长的老对象，回收代价大

GC 更频繁地回收 Gen0，较少处理 Gen2。

3. GC 的触发条件

GC 会在以下场景触发：

托管堆内存不足
系统内存压力大
手动调用 GC.Collect()
应用程序空闲时间

四、常用 GC API

csharp
GC.Collect();                // 强制触发 GC
GC.GetGeneration(obj);       // 获取对象所处代
GC.GetTotalMemory(false);    // 获取当前托管堆大小
GC.SuppressFinalize(obj);    // 禁用对象的析构函数调用

五、如何避免频繁触发GC

复用对象（对象池）
轻量的生命周期短的对象，使用结构体代替类
减少闭包的使用

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