快捷導(dǎo)航

C#垃圾回收的優(yōu)化實(shí)踐

更新時(shí)間：2025年06月11日 09:51:41 作者：ghost143

垃圾回收是.NET的自動(dòng)內(nèi)存管理機(jī)制,通過分代收集和內(nèi)存壓縮優(yōu)化內(nèi)存使用,本文主要介紹了C#垃圾回收的優(yōu)化實(shí)踐,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

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)回收不再使用的對象所占用的內(nèi)存。
目的：通過自動(dòng)化內(nèi)存回收，減少內(nèi)存泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，并簡化開發(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）跟蹤對象的使用情況，并在對象不再被引用時(shí)回收其內(nèi)存。
采用標(biāo)記-清除算法來識(shí)別不再使用的對象。

2. 分代收集

代0（Generation 0）：

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

代1（Generation 1）：

作為短期對象和長期對象之間的“中間地帶”。
當(dāng)代0滿時(shí)，代1會(huì)參與回收。

代2（Generation 2）：

包含生命周期較長的對象，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@些對象通常生存時(shí)間較長。

工作流程

標(biāo)記階段：

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

清除階段：

收集未標(biāo)記的對象，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 語句

對于實(shí)現(xiàn)了 IDisposable 接口的對象，使用 using 語句可以確保自動(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，但在特定場合（如執(zhí)行大量內(nèi)存操作后）可使用 GC.Collect() 觸發(fā)。

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

使用場景

實(shí)時(shí)應(yīng)用：

例如游戲或多媒體應(yīng)用，通過有效管理內(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)請求。

桌面應(yīng)用：

對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件來說，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

編寫一個(gè)程序，通過創(chuàng)建大量短生命周期對象來觀察垃圾回收的工作過程。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();
        }
    }
}

說明：