目前项目开发基本都基于.NetCore 3.1以上了，有些老版本的规则和概念也没有列出来,低版本的垃圾回收类型和内存释放方式会有所不同

垃圾回收器为什么存在

• 开发人员不必手动释放内存。

• 有效分配托管堆上的对象。

• 回收不再使用的对象，清除它们的内存，并保留内存以用于将来分配。 托管对象会自动获取干净的内容来开始，因此，它们的构造函数不必对每个数据字段进行初始化。

• 通过确保对象不能使用另一个对象的内容来提供内存安全。

托管堆代数

概述

为优化垃圾回收器的性能，将托管堆分为三代：第 0 代、第 1 代和第 2 代。目的是为了单独处理短生存期对象和长生存期对象。垃圾回收器大部分时间都在处理短生存期对象的回收。

底层一代的GC回收会触发年轻一代的GC回收，第二代的GC回收会触发完整的GC回收.

LOH（大型对象堆）实际位于第二代
单独在第二代上为其划分了一块区域。
逻辑上称为第3代 |
| 包含 | 短生存期对象，即新分配的对象 | 短生存期对象，从第0代回收后，
未被回收的对象升级为第1代。 | 长生存期的对象，第一代回收后，
未被回收的对象升级为第2代。 | 对象的大小>= 85,000 字节 |
| 回收条件 | 第0代已分配内存达到阈值
如果第0代已满，仍尝试创建新对象
调用GC.Collect()方法
第1代GC回收 | 第1代已分配内存达到阈值
第0代回收之后仍然没有足够的空间存放新对象（此时会先回收第1代，再回收第2代）
调用GC.Collect方法
第2代GC回收 | 第2代已分配内存达到阈值
第0代回收之后仍然没有足够的空间存放新对象（此时会先回收第1代，再回收第2代）
调用GC.Collect方法
达到LOH回收条件
系统内存不足 | 达到第2代回收条件
大型对象内存分配达到阈值 |
| 回收方式 | 前台垃圾回收，当前托管线程被挂起 | 前台垃圾回收，当前托管线程被挂起 | 后台垃圾回收，当前托管线程正常执行 | 同第二代 |
| | | | | |

想要判断一个对象是否为大对象，可通过以下代码查看

var o = new Byte[85000];
Console.WriteLine(GC.GetGeneration(o));//GC2,大对象
o = new Byte[84900]; 
Console.WriteLine(GC.GetGeneration(o));  //GC0，小对象 84999仍是大对象，需要用一定量的内存空间保存指针 
var arr = new int[85000 / 4];	
Console.WriteLine(GC.GetGeneration(arr));//GC2,大对象，数组会提前开辟空间, int占32位，4个字节,85000 / 4加上指针内容会达到大对象的大小
arr = new int[85000 / 4 - 20];  
Console.WriteLine(GC.GetGeneration(arr));//GC0,小对象

阈值

当垃圾回收器检测到某个代中的幸存率很高时，它会增加该代的分配阈值，避免垃圾回收过于频繁地运行

但是阈值调大之后，会导致一次回收的内存过高。

所以阈值由CLR动态决定，以调节 回收频率和单次回收内存大小的平衡

垃圾回收类型

线程优先级为THREAD_PRIORITY_HIGHEST 每个CPU都会分配一个垃圾回收专用线程和专用堆。不同的堆可以互通
多个垃圾回收线程一起工作，所以堆大小相同时，服务器垃圾回收比工作站垃圾回收快 |
| 适用场景 | 普通场景 | 需要高吞吐量和可伸缩性的服务器应用程序 |

内存释放

释放目标

GC释放应用程序不再使用的对象的内存，通过检查应用程序的根来确定不再使用的对象

应用程序的根包括：静态字段、局部变量、CPU 寄存器、GC 句柄和终结队列

释放步骤

- 列出不可访问对象和幸存对象的地址块并**标记**
- 使用内存复制功能压缩可以访问的对象到不可访问的地址块中,就是把存活下来的对象重新排列到连续的内存块中
- 大对象通常不会压缩，因为大对象所占用的内存区域过大，移动成本太大
- 回收死空间
- 指针更正，让对象指针指向新地址，指针更正是因为压缩了对象，对象在内存中的位置发生了变化

代码调优

• 始终调用引用对象的Dispose方法，始终在实现了IDisposable的类中正确实现析构函数
• 静态类中分配的对象不再使用后及时删除
• 禁止在IOC声明为单例生命周期的类中注入瞬时生命周期的对象
• 非必要时不要创建大型对象
• 可视情况用ValueTask来代替Task，Task为引用类型，cpu密集型的调用会频繁触发第0代的GC回收
• 尽可能重复使用HttpClient
• 使用ArrayPool或MemoryPool从缓冲池中租用对象空间
• 使用弱引用WeakReference重复使用已不再使用但尚未被回收的对象

监控及调试

• 监听垃圾回收 ETW 事件,可用PerfView查看ETW事件，适用于window平台。也可在代码中引入Microsoft.Diagnostics.Tracing.TraceEventnuget包在代码中监听指定的GC回收等事件自定义后续处理逻辑

• 使用性能监视器Perfmon.exe,适用于windows平台

• 使用SOS调试,抓取dump转储文件后用WinDbg进行分析诊断，适用范围较广，可看到最全的内存信息

• .Net CLI工具dotnet-counters,可以看到大概的性能指标数据统计结果，适用于临时运行状况查看和监视

最后

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