英文原文：Maoni Stephens，编译：赵玉开（@玉开Sir）
CLR垃圾接纳器依据所占空间大小分别对象。大对象和小对象的处置惩罚体式格局有很大辨别。比方内存碎片整顿 —— 在内存中挪动大对象的成本是高贵的，让我们研究一下垃圾接纳器是怎样处置惩罚大对象的，大对象对顺序机能有哪些潜伏的影响。
大对象堆和垃圾接纳
在.Net 1.0和2.0中，假如一个对象的大小凌驾85000byte，就以为这是一个大对象。这个数字是依据机能优化的履历取得的。当一个对象要求内存大小到达这个阈值，它就会被分派到大对象堆上。这意味着什么呢？要明白这个，我们须要明白.Net垃圾接纳机制。
如大多人所晓得的，.Net GC是根据“代”来接纳的。顺序中的对象共有3代，0代、1代和2代，0代是最年青的对象，2代对象存活的时候最长。GC按代接纳垃圾也是出于机能斟酌的；一般的对象都会在0代是被接纳。比方，在一个asp.net顺序中，和每一个要求相干的对象都应当在要求结束时接纳掉。而没有被接纳的对象会成为1代对象；也就是说1代对象是常驻内存对象和立时灭亡对象之间的一个缓冲区。
从代的角度看，大对象属于2代对象，因为只要在2代接纳时才会处置惩罚大对象。当某代垃圾接纳实行时，会同时实行更年青代的垃圾接纳。比方：当1代垃圾接纳时会同时接纳1代和0代的对象，当2代垃圾接纳时会实行1代和0代的接纳.
代是垃圾接纳器辨别内存地区的逻辑视图。从物理存储角度看，对象分派在差别的托管堆上。一个托管堆（managed heap）是垃圾接纳器从操纵系统要求的内存区（经由历程挪用windows api VirtualAlloc）。当CLR载入内存以后，会初始化两个托管堆，一个大对象堆（LOH –large object heap）和一个小对象对（SOH – small object heap）。
内存分派要求就是将托管对象放到对应的托管堆上。假如对象的大小小于85000byte，它会被安排在SOH；不然会被放在LOH上。
关于SOH，对象在实行一次垃圾接纳以后，会进入到下一代。也就是说假如在第一次实行垃圾接纳时，存活下来的对象会进入第二代，假如在第2次垃圾接纳以后该对象依然没有被看成垃圾接纳掉，它就会成为2代对象；2代对象就是最老的对象不会在提拔代数。
当触发垃圾接纳时，垃圾接纳器会在小对象堆做碎片整顿，将存活下来的对象挪动到一同。而关于大对象堆，因为挪动内存的开支很大，CLR团队挑选只是消灭它们，将接纳掉的对象构成一个列表，以便满足下次有大对象要求运用内存，相邻的垃圾对象会被兼并成一块余暇的内存块。
须要常常注意的是，直到.Net 4.0中也不会对大对象堆做碎片整顿操纵，未来或许会做。因而假如你要分派大对象并不想他们被挪动，你能够运用fixed语句。
以下小对象堆SOH的接纳示意图
上图中第一次垃圾接纳之前有四个对象obj0-3；在第一垃圾接纳以后obj1和obj3被接纳了，同时obj2和obj0挪动到一同了；在第二次垃圾接纳之前有分派了三个对象obj4-6；在第二次实行垃圾接纳以后obj2和obj5被接纳了，obj4和obj6被挪动到obj0旁边。
下图是大对象堆LOH接纳示意图
能够看到在未实行垃圾接纳之前，一共有四个对象obj0-3；第一次二代垃圾接纳以后obj1和obj2被接纳掉了，接纳掉以后obj1和obj2所占空间被兼并到了一同，在obj4要求分派内存时就把obj1和obj2接纳后开释的空间分派给它了；同时留下了一块内存碎片。假如这个碎片的大小小于85000byte，那末这个碎片就在这个顺序的生命周期中永久不能被再次利用了。
假如大对象堆上没有充足的余暇内存包容要要求的大对象空间，CLR首先会尝试向操纵系统要求内存，假如要求失利，就会触发一次二代接纳来尝试开释一些内存。
在2代垃圾接纳时，能够将不须要的内存经由历程VirtualFree交还给操纵系统。交还的历程拜见下图：
什么时候接纳大对象呢？
在议论什么时候接纳大对象之前先来看下一般的垃圾接纳操纵什么机遇实行吧。垃圾接纳在以下状况下发作：
1. 要求的空间凌驾0代内存大小或许大对象堆的阈值，多半的托管堆垃圾接纳在这类状况下发作
2. 在顺序代码中挪用GC.Collect要领时；假如在挪用GC.Collect要领是传入GC.MaxGeneration参数时，会实行一切代对象的垃圾接纳，包含大对象堆的垃圾接纳
3. 操纵系统内存不足时，当应用顺序收到操纵系统发出的高内存关照时
4. 假如垃圾接纳算法以为做二代接纳是有见效时会触发二代垃圾接纳
5. 每一代对象堆的都有一个所占空间大小阈值的属性，当你分派对象到某一代，你增长了内存总量接近了该代的阈值，或许分派对象致使这一代的堆大小凌驾了堆阈值，就会发作一次垃圾接纳。因而当你分派小对象或许大对象时，会对应斲丧0代堆或许大对象堆的阈值。当垃圾接纳器将对象代数提拔到1代或许2代时，会斲丧1、2代的阈值。在顺序运转中这些阈值是动态变化的。
大对象堆机能影响
让我们先看下分派大对象的价值。 CLR为每一个新对象分派内存时都要保证这些内存清空的，是没有被其他对象运用的（I give out is cleared）。这就意味着分派的价值完整被清算（clearing）的价值掌握着（除非在分派时触发了一次垃圾接纳）。假如清空1byte须要2个周期（cycles），就意味着消灭一个最小的大对象须要170,000个周期。一般状况下人们不会分派超大的对象，比方说在2GHz的机械上分派16M大小的对象，约莫须要16ms来清空内存。这价值太大了。
让我们在看下接纳的价值。前面提到过，大对象和2代龄对象一同接纳。假如大对象或许2代对象占用空间凌驾其阈值时，就会触发2代对象的接纳。假如2代接纳因为大对象堆凌驾阈值被触发，2代对象堆自身没有若干对象能够做接纳。假如在2代堆上没有若干对象，这题目不大。然则假如2代堆很大对象许多，过量的2代接纳就会致使机能题目。假如是临时性的分派大对象，就须要许多的时候来运转垃圾接纳；也就是说假如你延续的运用大对象然后又开释大对象对机能会有很大的负面影响。
大对象堆上的庞大对象一般是数组（很少有一个对象很大的状况）。假如对象中的元素是强援用，价值会很高；假如元素之间没有互相援用，垃圾接纳时就不须要遍历全部数组。比方：用一个数组来保留二叉树的节点，一种要领是在节点中强援用摆布节点：
class Node
{
Data d;
Node left;
Node right;
}
Node[] binaryTree = new Node[num_nodes];
假如num_nodes是一个很大的数字，就意味着每一个节点都最少须要检察二个援用元素。一种替换计划是在节点中保留摆布节点元素的数组索引号
class Node
{
Data d;
uint left_index;
uint right_index;
}
如许的话，元素之间的援用关联去掉了；能够经由历程binaryTree[left_index]来取得援用的节点。垃圾接纳器在做垃圾接纳时也不须要看相干的援用元素了。
为大对象堆网络机能数据
有几种要领能够网络大对象堆相干的机能数据。在我诠释这些要领之前，让我们先谈一下为何须要网络大对象堆相干的机能数据。
在你最先上汇集某个方面的机能数据时，有能够你已找到这方面形成机能瓶颈的证据；或许你已没有找遍了一切方面都没有发现题目。
在查找机能题目时.Net CLR Memory 机能计数器一般是应当先斟酌运用的东西。和LOH相干的计数器有generation 2 collectioins（2代堆网络次数）和large object heap size大对象堆大小。Generation 2 collections显现的是历程启动以后2代垃圾接纳操纵发作的次数。Large object heap size计数器显现的是当前大对象堆的大小值，包含余暇空间；这个计数器是在每次垃圾接纳操纵以后做更新，并不是每次分派内存都做更新。
能够参考下图在windows机能计数器中视察.Net CLR Memory相干机能数据
你也能够经由历程顺序查询这些计数器的值；许多人经由历程顺序的体式格局网络机能计数器来协助查找机能瓶颈。
固然也能够运用调试器winddbg视察大对象堆。
末了提醒一下：到目前为止，大对象堆作为垃圾接纳的一部分是不做内存碎片整顿的，然则这个只是一个clr的完成细节，顺序代码不应当依靠这个特性。假如要确保对象不会被垃圾接纳器挪动，就要运用fixed语句。
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