.NET中的内存管理和垃圾回收，优秀码农必备

内存管理和垃圾回收是 .NET 开发的基本方面，对于构建高效且可伸缩的软件应用程序非常重要。在这篇文章中，我们将讨论堆栈和堆内存，探索内存分配机制，并了解 .NET 中的垃圾回收。

了解堆栈和堆内存

堆栈内存

堆栈是用于执行程序代码和存储方法调用帧、局部变量和函数参数的内存区域。堆栈上的内存以后进先出 （LIFO） 方式进行管理。

voidExampleMethod()
{
int localVar = 10; // Local variable stored on the stack
}


在这里，变量存储在堆栈上，当方法退出时，其内存会自动释放。localVarExampleMethod

堆内存

堆是用于动态分配内存（如对象和数组）的内存区域。堆上的内存由垃圾回收器手动或自动管理。

classMy class
{
publicint MyProperty { get; set; }
}
voidExampleMethod()
{
My class obj = newMy class(); // Object allocated on the heap
obj.MyProperty = 20;
}

在这里，对象存储在堆上，其内存由垃圾回收器管理。obj

.NET 中的内存分配

值类型与引用类型

在 .NET 中，类型被分类为值类型或引用类型。值类型存储在堆栈中，而引用类型存储在堆中，对它们的引用存储在堆栈中。

voidExampleMethod()
{
intvalue = 10; // Value type stored on the stack
My class reference = newMy class(); // Reference type stored on the heap
}


.NET 中的垃圾回收

垃圾回收基础知识

垃圾回收是自动回收不再使用的对象占用的内存的过程。.NET 采用分代垃圾回收方法，其中对象根据其年龄划分为几代。

classProgram
{
staticvoidMain()
{
My class obj = newMy class();
// Code using 'obj'
// When 'obj' is no longer referenced, it becomes eligible for garbage collection
}
}


垃圾回收会定期发生，或者当系统确定堆内存不足时发生。在垃圾回收期间，垃圾回收器遍历所有活动引用，标记可访问对象，并为无法访问的对象解除内存分配。

垃圾回收中的几代人

.NET 利用三代进行垃圾回收：第 0 代、第 1 代和第 2 代。对象从第 0 代开始，并根据其生存情况晋升到更高世代。

Generational Collection 的工作原理

让我们考虑一个例子，看看对象是如何在几代人之间移动的。

usingSystem;
classProgram
{
staticvoidMain()
{
// Create object in Generation 0
My class obj1 = newMy class();
// Perform some operations
DoWork();
// Force a Gen 0 garbage collection
GC.Collect(0); // Collects Generation 0
Console.WriteLine("Gen 0 collection completed.");
// Create more objects
My class obj2 = newMy class();
// Perform some more operations
DoMoreWork();
// Force a Gen 1 garbage collection
GC.Collect(1); // Collects Generation 1 and Generation 0
Console.WriteLine("Gen 1 collection completed.");
// Create long-lived object
My class obj3 = newMy class();
// Simulate application running
RunApplication();
// Force a Gen 2 garbage collection
GC.Collect(2); // Collects Generation 2, Generation 1, and Generation 0
Console.WriteLine("Gen 2 collection completed.");
}
staticvoidDoWork()
{
// Allocate some temporary objects
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
My class tempObj = newMy class();
}
}
staticvoidDoMoreWork()
{
// Allocate more temporary objects
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
My class tempObj = newMy class();
}
}
staticvoidRunApplication()
{
// Simulate long-running operations
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
My class tempObj = newMy class();
}
}
}
classMy class
{
publicint MyProperty { get; set; }
}













使用分代垃圾回收的最佳实践

1. **最小化长期对象：**设计应用程序以最大程度地减少长期对象的数量。这降低了第 2 代收集的频率和成本。

2. **正确处理对象：**实现接口和use语句，确保及时释放非托管资源。IDisposableusing

3. **避免大型对象分配：**大型对象直接分配在大型对象堆 （LOH） 中，并在第 2 代收集期间收集。最大程度地减少大型对象分配，以减少对第 2 代集合的影响。

classResourceHolder : IDisposable
{
privatebool disposed = false;
publicvoidUseResource()
{
if (disposed)
{
thrownewObjectDisposedException("ResourceHolder");
}
// Use the resource
}
publicvoidDispose()
{
Dispose(true);
GC.SuppressFinalize(this);
}
protectedvirtualvoidDispose(bool disposing)
{
if (!disposed)
{
if (disposing)
{
// Release managed resources
}
// Release unmanaged resources
disposed = true;
}
}
~ResourceHolder()
{
Dispose(false);
}
}





内存管理和垃圾回收是 .NET 开发的重要组成部分，会影响应用程序性能和可伸缩性。通过应用最佳实践，我们可以优化内存使用、提高应用程序性能并构建高效的 .NET 应用程序。通过这篇文章，我们探讨了 .NET 中的内存管理和垃圾回收。

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