浅入.NerCore GC
前言
.NET 中GC管理你服务的内存分配和释放,GC是运行公共语言运行时(CLR Common Language Runtime)中,GC可以帮助开发人员有效的分配内存和和释放内存,大多数情况下是不需要去担心的,但是有时候服务总是是出现莫名的问题,所以还是有必要了解一下GC的基础知识的。这里就不介绍内存方面的知识了。
GC回收过程
GC
将对象分为大对象和小对象,如果对象的大小大于或者等于 85000byte
将被视为大对象,大对象会被分配到到 (LOH) Large Object Heap
中去。
GC
有一个代数的概念 Generation
,分为三代
Generation 0
: 0代,这里面都是生命周期很短的对象,比如临时变量,当你new一个对象的时候该对象都会在Generation 0
中,这里的对象将很快的被GC回收,但是当你new的是一个大对象的时候它会直接进去大对象堆(LOH)Generation 1
: 1代,这一代包含的也基本是生命周期很短的对象。它是短期对象和长期对象之间的缓冲区。Generation 2
: 2代,这一代包含的都是生命周期长的对象,它们都是从1代和2代中选拔出来的,LOH
属于2代。
当分配的对象使用的内存超出了 GC
的阈值时回收就会开始。阈值是随着服务的运行 GC
自己调整的。或者直接调用 GC.Collect
方法也可以开始回收。
回收开始时 GC
会开始循环遍历 Generation 0
中的所有对象并标记所有对象是活动对象还是非活动对象,标记完成后会更新活动对象的引用。最后会回收非活动对象占用的内存,并把活动对象压缩后移动到 Generation 1
中,Generation 1
中的或对象在移动到 Generation 2
是默认不会被压缩的,因为复制大的对象会导致性能的下降。可以通过 GCSettings.LargeObjectHeapCompactionMode
来配置压缩 LOH
。
GC的回收类型
GC 回收有两种类型,WorkStation GC
(工作站) 和 Server GC
(服务器),.Net Core服务默认情况下时使用WorkStation GC
工作站模式来回收。
Server GC
会拥有更大的内存,Server GC
会为每个处理器创建一个用于执行垃圾回收的堆和专用线程,每个堆都拥有一个小对象堆和大对象堆,并且所有的堆都可以访问。 不同堆上的对象可以相互引用。因为多个垃圾回收线程一起工作,所以对于相同大小的堆Server GC
垃圾回收比WorkStation GC
垃圾回收更快一些。但是Server GC
回收会占用大量资源,这种模式的特点是初始分配的内存较大,并且尽可能不回收内存,进行回收用时会很耗时,并进行内存碎片整理工作。Workstation GC
的内存相对于Server GC
就很小啦,且它的回收线程就是服务的线程且有较高的优先级,因为必须与其他线程竞争 CPU 时间来进行回收。
不同模式下的内存分配
GC的回收模式
GC
有三种回收模式
Non-Concurrent GC
非并行回收模式:在非并行模式下,回收时候会挂起所有其他的线程影响服务的性能。Concurrent GC
并行回收模式: 并行会后可以解决非并行回收引起的线程挂起,让其他线程和回收线程一起运行,使服务可以更快的响应,并行回收只会发生在Generation 2
中,Generation 0/1
始终都是非并发的,因为他们都是小对象回收的速度很快。在并行回收的时候我们依旧可以分配对象到Generation 0/1
中。
Background GC
后台回收模式:Background GC
是Concurrent GC
的增强版本。 区别在Background GC
回收Generation 2
的时允许了Generation 0/1
进行清理。在WorkStation GC
下会使用一个专用的后台垃圾回收线程,而Server GC
下会使用多个线程来进行回收。且Server GC
下回收线程不会超时。
非并行回收:
并行回收
WorkStation GC 后台回收
Server GC 后台回收
GC回收类型配置
推荐使用 runtimeconfig.template.json
文件和环境变量 COMPlus_gcServer
来配置。
COMPlus_gcServer
0 = WorkStation GC
COMPlus_gcServer
1 = Server GC
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GC回收模式配置
推荐使用runtimeconfig.json
文件和环境变量COMPlus_gcConcurrent
来配置。
COMPlus_gcConcurrent
0 =Non-Concurrent GCCOMPlus_gcConcurrent
1 =Background GC
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强制回收
在一些特殊的情况下强制回收是可以提高服务的性能的,可以向 GC.Collect()
提供 GCCollectionMode
枚举值触发强制回收。
- Default :默认的回收设置。
- Forced :立即强制进行垃圾回收。
- Optimized :
GC
来判断时间是否是回收对象的最佳时间,如GC
判定回收效率不高因此回收不合理的情况下将返回不回收对象。
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延迟回收
在我们的服务在检索数据或者处理逻辑的时候可能会发生垃圾回收,从而妨碍性能,可以通过 System.Runtime.GCLatencyMode
来配置延迟回收
GCLatencyMode.LowLatency:禁止
Generation 2
回收,只回收Generation 0/1
,这个只能在短时间内使用,如果长时间使用内存处于压力下GC
还是会触发回收,这个配置只对WorkStation GC
可用。GCLatencyMode.SustainedLowLatency :禁止
Generation 2
的Foreground GC
(前台回收),只回收Generation 0/1
和Generation 2
后台回收。WorkStation GC
和Server GC
都可以使用,且可以长时间使用,但是如果禁用Background GC
,将无法使用。
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参考文章
从ASP.NET Core 3.0 preview 特性,了解CLR的Garbage Collection
总结
简单了解了一下GC如何工作,文中有错误请在评论区留言。