大型对象堆揭秘
Maoni Stephens
CLR 垃圾回收器 (GC) 将对象分为大型、小型两类。如果是大型对象，与其相关的一些属性将比对象较小时显得更为重要。例如，压缩大型对象（将内存复制到堆上的其他位置）的费用相当高。在本月的专栏中，我将深入探讨大型对象堆。我将讨论符合什么条件的对象才能称之为大型对象，如何回收这些大型对象，以及大型对象具备哪些性能意义。
大型对象堆和 GC
® .NET Framework 1.1 和 2.0 中，如果对象大于或等于 85,000 字节，将被视为大型对象。此数字根据性能优化的结果确定。当对象分配请求传入后，如果符合该大小阈值，便会将此对象分配给大型对象堆。这究竟是什么意思呢？要理解这些内容，先了解一些关于 .NET 垃圾回收器的基础知识可能会有所帮助。
众所周知，.NET 垃圾回收器是分代回收器。它包含三代：第 0 代、第 1 代和第 2 代。之所以分代，是因为在良好调优的应用程序中，您可以在第 0 代清除大部分对象。例如，在服务器应用程序中，与每个请求关联的分配将在完成请求后清除。仍存在的分配请求将转到第 1 代，并在那里进行清除。从本质上讲，第 1 代是新对象区域与生存期较长的对象区域之间的缓冲区。
从分代的角度来说，大型对象属于第 2 代，因为只有在第 2 代回收过程中才能回收它们。回收一代时，同时也会回收所有前面的代。例如，执行第 1 代垃圾回收时，将同时回收第 1 代和第 0 代。执行第 2 代垃圾回收时，将回收整个堆。因此，第 2 代垃圾回收也称为完整垃圾回收。在本专栏中，我将使用术语“第 2 代垃圾回收”而不是“完整垃圾回收”，但它们可以互换。
垃圾回收器堆的各代是按逻辑划分的。实际上，对象存在于托管堆栈段上。托管堆栈段是垃圾回收器通过调用 VirtualAlloc 代表托管代码在操作系统上保留的内存块。加载 CLR 时，将分配两个初始堆栈段（一个用于小型对象，另一个用于大型对象），我将它们分别称为小型对象堆 (SOH) 和大型对象堆 (LOH)。
然后，通过将托管对象置于任一托管堆栈段上来满足分配请求。如果对象小于 85,000 字节，则将其放在 SOH 段上；否则将其放在 LOH 段上。随着分配到各段上的对象越来越多，会以较小块的形式提交这些段。
对于 SOH，垃圾回收未处理的对象将进入下一代；由此第 0 代回收未处理的对象将被视为第 1 代对象，依此类推。但是，最后一代回收未处理的对象仍会被视为最后一代中的对象。也就是说，第 2 代垃圾回收未处理的对象仍是第 2 代对象；LOH 未处理的对象仍是 LOH 对象（由第 2 代回收）。用户代码只能在第 0 代（小型对象）或 LOH（大型对象）中分配。只有垃圾回收器可以在第 1 代（通过提升第 0 代回收未处理的对象）和第 2 代（通过提升第 1 代和第 2 代回收未处理的对象）中“分配”对象。
触发垃圾回收后，垃圾回收器将寻找存在的对象并将它们压缩。不过对于 LOH，由于压缩费用很高，CLR 团队会选择扫过所有对象，列出没有被清除的对象列表以供以后重新使用，从而满足大型对象的分配请求。相邻的被清除对象将组成一个自由对象。
有一点必须注意，虽然目前我们不会压缩 LOH，但将来可能会进行压缩。因此，如果您分配了大型对象并希望确保它们不被移动，则应将其固定起来。
请注意，下面的图仅用于说明。我使用了很少的对象，只为说明堆上发生的事件。实际上，还存在许多对象。
图 1 说明了一种情况，在第一次第 0 代 GC 后形成了第 1 代，其中 Obj1 和 Obj3 被清除；在第一次第 1 代 GC 后形成了第 2 代，其中 Obj2 和 Obj5 被清除。