垃圾回收是你開發(fā)工作中要了解的最重要的事情。它是造成性能問題里最顯著的原因，但只要你保持持續(xù)的關(guān)注（代碼審查，監(jiān)控數(shù)據(jù)）就可以很快修復(fù)這些問題。我這里說的“顯著的原因”，實際上是我們對垃圾回收的理解和期望不正確導(dǎo)致的。在.NET開發(fā)中，內(nèi)存的性能問題和CPU的性能問題一樣多，這就是單獨開一章主要描述這個問題的原因。

當我們提及垃圾回收造成的開銷時，就會不如自主的緊張起來，但一旦你理解它，就能很好的優(yōu)化你的程序。在后面文章里，你可以看到GC可以在大多數(shù)情況下，在堆處理上提供很好的性能，同時也能很好解決內(nèi)存分配與內(nèi)存碎片問題。

Windows在非托管堆里用使用一個空閑列表來維護內(nèi)存分配。盡管它會想盡辦法來減少內(nèi)存碎片，但很多長時間運行的非托管代碼（本地代碼）的程序還是會碰上內(nèi)存碎片問題。它會花很多時間在空閑列表里找到合適可分配地址。隨著內(nèi)存使用持續(xù)增長，不可避免的需要不斷重啟來解問題。一些程序還會采用自定義內(nèi)存分配的方案（自己的內(nèi)存分配算法來接管malloc）函數(shù)來解決內(nèi)存碎片問題。

.NET里的內(nèi)存分配通常在一個內(nèi)存段里進行，這樣申請和回收的消耗會小很多。托管堆通過將最近申請的內(nèi)存對象放在一起，可以減少對空閑列表的遍歷，提升性能。

在默認的分配過程中，通過代碼獲得對象的大小，然后在剩余的緩沖區(qū)里分配它。因為沒有競爭，只要有合適的空間就能很快的分配。一旦這要申請的空間這一段無法滿足，GC分配器會創(chuàng)建一個新的內(nèi)存段，在這上面開始分配，之后的新的分配也都會在這新創(chuàng)建的內(nèi)存段里進行。

這個過程中系統(tǒng)代碼（分配器）只會做一些簡單的檢查。

我們來看一個簡單的栗子：

private class MyObject{ ? ?
private int x; ?
?private int y; ? ?
?private int z; }
?
?private static void Main(string[] args){ ?
? ?var x = new MyObject(); }

首先，我們在分配器前設(shè)置一個斷點

; Copy method table pointer for the class into;
ecx as argument to new() ; You can use !dumpmt to examine this value. mov ecx,3F3838h; Call newcall 003e2100;
Copy return value (address of object) into a register mov edi,eax

目前分配的是：

; NOTE: Most code addresses removed for formatting reasons. ; ; Set eax to value 0x14, the size of the object to; allocate, which comes from the method table mov eax,dword ptr [ecx+4] ds:002b:003f383c=00000014; Put allocation buffer information into edx mov edx,dword ptr fs:[0E30h]; edx+40 contains the address of the next available byte; for allocation. Add that value to the desired size. add eax,dword ptr [edx+40h]; Compare the intended allocation against the ; end of the allocation buffer. cmp eax,dword ptr [edx+44h]; If we spill over the allocation buffer, ; jump to the slow path ja 003e211b; update the pointer to the next free ; byte (0x14 bytes past old value) mov dword ptr [edx+40h],eax; Subtract the object size from the pointer to; get to the start of the new objsub eax,dword ptr [ecx+4]; Put the method table pointer into the ; first 4 bytes of the object. ; eax now points to new objectmov dword ptr [eax],ecx; Return to caller ret; Slow Path – call into CLR method003e211b jmp clr!JIT_New (71763534)

總之，這些涉及到方法調(diào)用的指令只有9個，不是很難懂。
如果你使用了一些配置選項，例如工作站模式，它不會因為競爭而導(dǎo)致分配變慢，因為GC給每一個處理器（cpu內(nèi)核）分配了一個堆（段）。.NET在這些內(nèi)存分配地方做了一些復(fù)雜處理，但你不必深入了解它是如何工作，只需要知道如何優(yōu)化它就可以了。

我在本書開頭就涉及到垃圾回收是因為今后章節(jié)里很多東西都會涉及到它。正確的理解垃圾回收是幫助你實現(xiàn)好性能的基礎(chǔ)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的编写高性能 .NET 代码 第二章：垃圾回收的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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