C#的垃圾回收机制及弱引用

      在上一篇中，讨论了字符串常量的拘留池和不可变性；对于字符串变量，没有这个特性（或其他DotNet的非托管资源），当我们使用完后就要手动回收，即将变量的值指向null(p=null)，然而堆内存中，那个没有任何变量引用的对象并没有立即回收（还占用一定量的堆内存），所以当我们要进行一个相当耗时且最好不要中断的操作时，最好调用垃圾回收，回收内存中的“垃圾”（没有变量引用的对象和非托管资源）以保证内存足够使用，这里提一下，所谓非托管资源，指的是非Dotnet开辟的资源，用完后再调用释放资源，如：数据库连接中的SqlConnection，SqlCommand等对象，用完要调用Dispose()释放，通常使用这类对象用using()，保证离开using范围，对象被回收。

   接下来，说一下垃圾回收机制（垃圾回收机制只回收托管堆中的内存资源），在DotNet中有“代”的概念（共3代），举例说明：

同时，我们假设第0代大小为256M，第1代是512M，第2代是1G。程序执行一段时间后，定义了3个变量d、e、f，第1代中b指向null,但是第0代放不下，那么Dotnet会提升第0代中存活变量的代，结果如下：

程序继续执行一段时间，变量C又指向null，同时定义3个变量g,h,i，DotNet看到第0代放不下，继续提升第0代变量的代同时将新变量放入第1代

依次类推，直至3代的内存消耗殆尽，此时DotNet会提升3个代的存储空间，保证变量能放进去。直至提升代的空间后，仍放不下，此时就内存溢出，抛异常了。当我们开始就定义一个大对象---1G的对象），将被直接放入第2代。

了解了代的概念，开始上代码：

 Person p = new Person() { ID = 1, Name = "张三", BirthDate = DateTime.Now };  //对象初始化器
            p = null;
            GC.Collect();
            Console.WriteLine(p.ID+"=="+p.Name+"=="+p.BirthDate);

 GC.Collect()就是告诉DotNet，请垃圾回收一把。这时，DotNet会将程序暂停，保存变量的当前状态，进行垃圾回收，回收完毕，重新分配内存，让程序继续执行（因为程序会暂停执行，所以对性能会有影响，所以一般不建议经常调用GC.Collect()来执行垃圾回收），上面的代码会抛空引用异常。

     弱引用，指的是一个变量可以被垃圾回收了。这个对象不会用了，但是日后又担心会用，而且这个对象的创建非常耗时，我们就要用弱引用引用起来，需要注意的是，弱引用引用起来的对象是可以被垃圾回收的，但只要没被垃圾回收（能引用得到），就可以继续使用。

Person p = new Person() { ID = 1, Name = "张三", BirthDate = DateTime.Now };  //对象初始化器
            
            WeakReference wReference = new WeakReference(p);        //将p对象弱引用起来
            p = null;

            GC.Collect();           //手动调用垃圾回收
            object o = wReference.Target;      
            if (o!=null&&wReference.IsAlive)
            {
                Person p1 = o as Person;
                Console.WriteLine(p1.ID + "==" + p1.Name + "==" + p1.BirthDate);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("对象被垃圾回收了，请重新创建对象吧");
            }

运行可知。这是因为我们手动调用了GC.Collect()，把这句话注释掉，再运行，

Person p = new Person() { ID = 1, Name = "张三", BirthDate = DateTime.Now };  //对象初始化器
            
            WeakReference wReference = new WeakReference(p);        //将p对象弱引用起来
            p = null;

            //GC.Collect();           //手动调用垃圾回收
            object o = wReference.Target;      
            if (o!=null&&wReference.IsAlive)
            {
                Person p1 = o as Person;
                Console.WriteLine(p1.ID + "==" + p1.Name + "==" + p1.BirthDate);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("对象被垃圾回收了，请重新创建对象吧");
            }

运行结果如下：

由此可见，虽然将p指向了null，但是因为还没被回收，我们通过弱引用（WeakReference）能找到它，便可继续使用。

在使用弱引用时，要注意：

      一定是先object o = wReference.Target; 将对象强引用起来，再加判断，如果先判断wReference.Target != null，再执行object o = wReference.Target时正巧p被垃圾回收了，那么o就是null。

弱引用的适用场景：

1.创建一个对象非常耗时；

2.这个对象不会用了（可以被垃圾回收），但是日后又担心会用；

3.弱引用的对象也不是一定就存在，如果手动调用GC.Collect()或者正好被垃圾回收，也会引用不到，此时若要用，只能重新创建对象。