Garbage Collector – Como Funciona – .NET Framework

Como o Garbage Collector funciona

Uma coleta tem as seguintes fases:

  • Uma fase de marcação que encontra e cria uma lista de todos os objetos em uso;
  • Uma fase de realocação que atualiza as referências para os objetos que serão compactados.
  • Uma fase de compactação que recolhe o espaço ocupado pelos objetos inativos e compacta objetos restantes. A fase de compactação move os objetos restantes em direção a extremidade mais antiga do segmento.

 

Como coleções de geração 2 podem ocupar vários segmentos, objetos que foram promovidos para a geração 2 podem ser transferidos para um segmento mais antigo. Sobrevivente de ambas as gerações (1 e 2) podem ser movidos para um segmento diferente por causa da promoção para geração 2.

Normalmente o heap de objetos grandes não é compactado, pois copiar objetos grandes degrada a performance. Entretanto, a partir do .NET Framework 4.5.1, você pode usar a propriedade GCSettings.LargeObjectHeapCompactionMode para compactar o heap de objetos grandes quando precisar.

O Garbage Collector utiliza as seguintes informações para determinar quais objetos estão ativos:

 

  • Raízes de pilha: Variáveis de pilha fornecidos pelo compilador Just In Time (JIT) e movimentador de pilhas.
  • Identificadores de coleta: Aponta para os objetos gerenciados e podem ser alocados pelo usuário ou pelo Commom Language Runtime (CLR).
  • Dados Estáticos: Objetos estáticos no domínio de aplicativo podem ser referenciar outros objetos. Cada domínio de aplicativo mantém rastreamento de seus objetos estáticos.

 

Antes da coleta começar, todos os threads gerenciados são suspensos exceto pela thread que disparou a coleta.

A ilustração abaixo mostra uma thread que disparou a coleta e provoca a suspensão das demais threads.

Garbage Collector - Como funciona

Thread 1 dispara a coleta.

 

 

Manipulação de recursos não gerenciados

Se seus objetos gerenciados referenciam objetos não gerenciados usando seus manipuladores de arquivo nativos, você deve liberar explicitamente os objetos não gerenciados, porque o Garbage Collector controla apenas a memória no heap gerenciado.

Os usuários do seu objeto gerenciado não podem descartar os recursos nativos usados pelo objeto. Para executar a limpeza, você pode tornar seu objeto gerenciado “finalizável”. A finalização consiste em ações de limpeza que você executa quando o objeto não está mais em uso. Quando seu objeto gerenciado morre, ele executa ações de limpeza que são especificadas no seu método “finalizador”.

Quando um objeto finalizável é descoberto sem uso, seu finalizador é colocado em uma fila para que suas ações de limpeza sejam executadas, mas o próprio objeto é promovido para a próxima geração. Portanto, temos que esperar até a próxima coleta ocorra nessa geração (que não é necessariamente a próxima coleta) para determinar se o objeto foi recuperado.

 

Garbage Collection no servidor e na estação

O Garbage Collector é auto-ajustável e pode funcionar em uma ampla variedade de cenários. Podemos usar uma configuração no arquivo de configuração para definir o tipo de coleta de lixo com base nas características da carga de trabalho. O CLR fornece os seguintes tipos de coleta de lixo:

  • Garbage Collection na estação de trabalho (workstation garbage collection), que é para todas as estações de trabalho cliente e PCs autônomos. Esta é a configuração padrão para o elemento <gcServer> no arquivo de configuração de runtime.

Garbage Collection na estação de trabalho pode ser simultânea ou não concorrente. O Garbage Collection concorrente permite que os segmentos gerenciados continuem as operações durante uma coleta.

Desde o .NET Framework 4, o Garbage Collection em segundo plano substitui o Garbage Collection simultâneo.

  • Garbage Collection no servidor (server garbage collection), que se destina a aplicativos de servidor que precisam de alta taxa de transferência e escalabilidade. O Garbage Collection no servidor pode ser não concorrente ou de segundo plano.

 

A ilustração a seguir mostra os segmentos dedicados que executam a coleta de lixo em um servidor.

Garbage Collector - Como funciona

Garbage Collection no servidor (server garbage collection)

Finalizando

O funcionamento do Garbage Collector possui mais detalhes técnicos. Mas para nossos estudos estes conceitos são mais que suficientes.

Se você quiser que eu aborde mais detalhes sobre seu funcionamento, mande uma mensagem para mim e podemos voltar ao assunto.

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