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GC（Garbage Collector，垃圾回收器）是一种自动回收内存的机制，释放已经不再使用的对象的内存空间。
在.NET平台中，我们的托管代码一般都不再关心内存的管理，一切都有CLR（Common language Runtime）去帮我们完成了。当我们开辟内存空间用来创建对象时，使用new关键字，这时CLR会分配一块内存存放对象，大部分时候，我们都不用自己去释放内存空间，而是由CLR在某个适当的时候帮我们释放掉。
为什么要GC？
1.创建新对象开辟内存空间，在使用完后需要释放内存，提高性能
2.避免开发人员直接操作内存，提高安全性
GC的过程
我们运行.NET程序后，OS Loader首先识别出IL，然后会加载CLR的核心库，进行一系列的必要处理后，CLR来到我们编写的代码入口处执行。
当我们的在代码中使用new操作符创建class时，CLR便在叫作GC堆（GC Heap）的内存区域上分配一块内存存放我们的对象，若对象的Size超过85K字节时，考虑到性能原因，将对象创建在LOH（Large Object Heap）上而不是GC堆上【注1】，若我们在class中定义了析构函数来释放非托管资源【注2】，则CLR会在一个叫做终结器队列(Finalizer Queue)的地方添加一个指向该class的项。
我们的程序在运行的过程，在某个时候需要进行垃圾回收了【注3】，首先GC会暂时挂起所有线程，然后确定对象引用的roots【注4】，并根据引用关系创建出由roots出发可以达到的对象形成的对象图，这些对象暂时还在使用，而那些已创建的却不在对象图中的对象则是不可达到的，也就是垃圾了，属于要回收的对象。随后将仍然使用的对象移动到存活期更久的区域【注5】，更改区域指针以回收对象，压缩内存去除内存空隙，并修复对移动的仍存活对象的引用指针，对于有析构函数的对象，则第一次回收时不会回收，而是将其在终结器队列中移除，并添加到另一个标为准备终止的对象列表中，另一个GC线程会调用此列表指向的对象的Finalize()，回收非托管资源，然后将项从列表中移除，下一次的GC才会真正回收掉该对象。
注1：对象创建在Heap上的细节
1）为了更高效的进行GC，.NET将GC堆分成了3个代，Gen0，Gen1和Gen2。
2）这3个代只是逻辑上的划分，在内存中，他们的地址是连续的。
3）Gen0和Gen1之和的大小大约是16M（workstation GC模式下）和64M（server GC模式下）。
4）新创建对象Size小于85k位于Gen0上，大于85K的则创建在LOH上。
注2：定义析构函数释放非托管资源
Finalize方法是用来释放对象中使用的非托管资源，他是作为Dispose()方法的一种安全防护措施，即代码中没有显示的调用Dispose()来释放非托管资源时，GC时调用Finalize方法来释放，Finalize方法中并不直接释放非托管资源，而是调用Dispose(false)来释放。自.NET2.0起，C#中不能直接override Finalize方法，是通过析构函数来实现，析构函数在IL中会被解释为：
默认情况下，一个类是没有析构函数的，那么在GC时是不会调用其Finalize()方法的。
注3：GC发生的时机
1）当Gen0的内存使用达到一个阈值时，将引发Gen0的GC，同理Gen1达到时，会Gen0和Gen1同时GC，若Gen2达到时，则会引发Full GC
2）Windows报告内存不足时
3）调用GC.Collect时
4）其他情况：CLR卸载AppDimain，物理内存不足等
注4：确定对象引用根
对象的引用根主要来自于：FInalize Queue，CPU寄存器中的对象指针，全局对象、静态变量、局部对象、函数调用参数等。
注5： GC时对象的转移
1）Gen0 GC时，会将Gen0中存活的对象整体移动到Gen1中，然后压缩Gen1，使Gen1中的内存连续，同理Gen1中移动到Gen2。
2）Gen2 GC时，此时发生的GC也称为Full GC，会回收整个Heap上的对象，Gen2上的对象将不再移动，而是压缩内存空间。
3）LOH中的对象在Full GC时被回收，但其内存不会被压缩，而是使用一个空闲列表free list记录LOH中的空闲空间，对释放出来的空间进行管理。
4）若对象是pinned object，则此对象不能被移动， 会造成内存碎片。
.NET中GC的存储结构及实现原理,布布扣,bubuko.com
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原文地址：http://www.cnblogs.com/leo7718/p/3756757.html
