C# 托管堆和垃圾回收器GC

这里我们讨论的两个东西：托管堆和垃圾回收器，前者是负责创建对象并控制这些对象的生存周期，后者负责回收这些对象。

一、托管堆分配资源

CLR要求所有的对象都从托管堆分配。进程初始化时，CLR划出一个地址空间区域作为托管堆。CLR还要维护一个指针P，该指针指向下一个对象在堆中的分配位置。

那么我们进一步深入看看创建一个对象（也就是new 一个对象）时CLR做了哪些工作呢。

1、计算类型字段需要的字节数。

2、加上对象开销所需要的字节数，每个对象都有两个开销:类型对象指针和同步块索引

3、CLR检查区域中可用空间够不够，如果够就在指针P指向的地址放入对象。

4、调用类型的构造器，new操作符返回对象引用。

5、返回对象引用之前指针P会移到下个对象放入托管堆时的地址。

二、垃圾回收器回收资源

应用程序调用new操作符创建对象时，可能没有足够的地址空间来分配该对象，发现空间不够，CLR就执行回收.

在讲GC时我们要明白几个概念：

  根：将所有引用类型的变量都称为根

可达和不可达：至少有一个根在引用对象时我们称这个对象可达，否则我们称之为不可达。

正式开始垃圾回收，我们参考上面的这个图，图中A，B、C、D、E就是我们托管堆上的对象，现在只有A和C两个对象被引用，E被C引用，步骤如下：

1、CLR开始GC时，前先暂停进程中的所有线程。

2、CLR遍历堆中的所有对象，将所有对象都标记为0,表示所有对象都应删除。

3、CLR检测所有活动根，任何根如果引用了堆上的对象CLR就会标记那个对象为1.注意这里的C引用了E，在标记C的时候还要判断E是否标识了1，如果标记了就不再标记，如果没有标记则标记为1

4、标记完后堆中的对象要么是已标记1，要么是未标记0，已标记的对象为可达的，未标记的对象为不可达的，GC会接下来会删除这些未标记的对象，也就是标记为0的对象

5、GC将对象删除后进入压缩阶段，将所有对象集中在一个连续的类存中，解决了本机的空间碎片化的问题，压缩完成后，CLR恢复应用程序的所有线程。

至此，一个对象的创建到回收就完成了。