什么是垃圾回收？

• 定義：垃圾回收是一種自動(dòng)內(nèi)存管理機(jī)制，負(fù)責(zé)回收不再使用的對(duì)象所占用的內(nèi)存。
• 目的：通過(guò)自動(dòng)化內(nèi)存回收，減少內(nèi)存泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，并簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)者的工作。

垃圾回收的核心概念 

1. 垃圾回收器的工作原理

• .NET垃圾回收器（GC）跟蹤對(duì)象的使用情況，并在對(duì)象不再被引用時(shí)回收其內(nèi)存。
• 采用標(biāo)記-清除算法來(lái)識(shí)別不再使用的對(duì)象。

2. 分代收集 

 代0（Generation 0）：

• 包含新創(chuàng)建的對(duì)象。
• 回收頻率最高，旨在高效回收臨時(shí)對(duì)象。

代1（Generation 1）：

• 作為短期對(duì)象和長(zhǎng)期對(duì)象之間的“中間地帶”。
• 當(dāng)代0滿(mǎn)時(shí)，代1會(huì)參與回收。

代2（Generation 2）：

• 包含生命周期較長(zhǎng)的對(duì)象，如靜態(tài)和全局變量。
• 回收頻率最低。

 3. 內(nèi)存壓縮

• 在代0和代1回收后，GC會(huì)移動(dòng)存活對(duì)象以填補(bǔ)空閑空間，減少碎片并優(yōu)化內(nèi)存布局。
• 代2的內(nèi)存壓縮只有在極少數(shù)情況下才會(huì)進(jìn)行，因?yàn)檫@些對(duì)象通常生存時(shí)間較長(zhǎng)。

工作流程 

標(biāo)記階段：

標(biāo)識(shí)所有活動(dòng)的對(duì)象（即仍然被引用的對(duì)象）。

清除階段：

收集未標(biāo)記的對(duì)象，并釋放它們所占用的內(nèi)存。

壓縮階段（可選）：

移動(dòng)存活對(duì)象，使得內(nèi)存更加緊湊，通常在代0和代1進(jìn)行。

使用垃圾回收的最佳實(shí)踐 

1. 銷(xiāo)毀模式和IDisposable接口

• 實(shí)現(xiàn) IDisposable 接口以手動(dòng)管理非托管資源的生命周期。
• 確保資源及時(shí)釋放，減少垃圾回收負(fù)擔(dān)。

public class ResourceHolder : IDisposable
{
    private bool disposed = false;

    public void Dispose()
    {
        Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
    }

    protected virtual void Dispose(bool disposing)
    {
        if (!disposed)
        {
            if (disposing)
            {
                // 釋放托管資源
            }
            // 釋放非托管資源
            disposed = true;
        }
    }

    ~ResourceHolder()
    {
        Dispose(false);
    }
}

2. 使用 using 語(yǔ)句

對(duì)于實(shí)現(xiàn)了 IDisposable 接口的對(duì)象，使用 using 語(yǔ)句可以確保自動(dòng)調(diào)用 Dispose() 方法。

using (var resource = new ResourceHolder())
{
    // 使用資源
}

3.手動(dòng)觸發(fā) GC（僅在必要時(shí)）

雖通常不建議手動(dòng)調(diào)用，但在特定場(chǎng)合（如執(zhí)行大量?jī)?nèi)存操作后）可使用 GC.Collect() 觸發(fā)。

GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();

使用場(chǎng)景

實(shí)時(shí)應(yīng)用：

例如游戲或多媒體應(yīng)用，通過(guò)有效管理內(nèi)存提升響應(yīng)速度。

服務(wù)器端應(yīng)用：

在Web服務(wù)器或API服務(wù)中，確保內(nèi)存管理高效以支持大量并發(fā)請(qǐng)求。

桌面應(yīng)用：

對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)說(shuō)，良好的內(nèi)存管理有助于維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。

實(shí)踐習(xí)題 

編寫(xiě)一個(gè)程序，通過(guò)創(chuàng)建大量短生命周期對(duì)象來(lái)觀察垃圾回收的工作過(guò)程。使用GC.GetTotalMemory()方法查看內(nèi)存使用情況。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        long memoryBefore = GC.GetTotalMemory(false);
        Console.WriteLine($"Memory before allocation: {memoryBefore}");

        CreateObjects(100000);

        GC.Collect(); // 手動(dòng)觸發(fā)垃圾回收
        GC.WaitForPendingFinalizers();

        long memoryAfter = GC.GetTotalMemory(false);
        Console.WriteLine($"Memory after garbage collection: {memoryAfter}");
    }

    static void CreateObjects(int count)
    {
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            var obj = new object();
        }
    }
}

說(shuō)明：

• CreateObjects 方法在循環(huán)中創(chuàng)建大量對(duì)象。
• 使用GC.GetTotalMemory(false)獲取當(dāng)前內(nèi)存使用情況。
• 利用GC.Collect()手動(dòng)觸發(fā)垃圾回收并觀察內(nèi)存變化。

這些例子展示了如何實(shí)現(xiàn)資源管理和內(nèi)存監(jiān)控，幫助您更好地理解.NET中的垃圾回收機(jī)制

到此這篇關(guān)于C#垃圾回收的優(yōu)化實(shí)踐的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#垃圾回收內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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