C#内存管理CLR深入讲解(下篇)

C#内存管理CLR深入讲解(下篇)攻略

什么是CLR

CLR（Common Language Runtime）是Microsoft .NET Framework的基础组件之一，负责管理运行在.NET Framework下的所有程序的执行，GC等。它是一个托管式执行环境，意味着它能够管理程序的内存分配和释放，使开发人员可以专注于业务逻辑的编写，而不需考虑内存管理的问题。

C#内存管理

在CLR中，内存分配和释放主要使用垃圾回收机制（Garbage Collection，GC）完成。GC是由CLR检测不再使用的对象并立即回收内存的一种机制。同时，可以使用手动释放（手动调用Dispose）或IDisposable接口来释放资源和对象。在C#中，我们可以使用using关键字来自动释放资源和对象，以避免手动释放可能带来的遗漏和错误。

在内存方面，CLR还提供了对内存的安全性保护，主要包括：

1. 堆栈分离
2. 数据类型校验
3. 内存溢出保护
4. 缓冲区溢出保护

这些保护措施可以有效地避免许多经典的内存安全漏洞，如指针错误、堆栈溢出、内存泄漏等。

C#内存分配

在C#中，内存分配的基本方式是使用运算符new来创建对象。在CLR中，内存分配是按非常细小的块（小于85000字节）为基础进行的，每个块称为小型对象（Small Object）。小型对象直接存储在托管堆（Managed Heap）中，而不是存储在系统内存中。

CLR的托管堆是一组逻辑内存区域，它由每个应用程序的虚拟地址空间中的堆栈和堆组成。对于对过大不能放置到堆中的对象，CLR会通过针在Native Heap中分配它们，代码运行完后，这些对象的内存会被释放。

示例演示

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] arr = new int[100000000];
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个整型数组，该数组长度为100,000,000。这个数组非常庞大，可能会导致内存不足或精确可用内存不足。通过GC的机制，我们可以在执行该程序时动态地分配和回收内存，从而避免了内存不足的情况。在实际开发中，我们需要注意避免使用不必要的全局变量和静态变量，因为这些变量的生存期和应用程序的生命周期是一致的。当这些变量不再使用时，垃圾回收器会将它们从堆中清除。

class Program
{
    static StreamWriter sw;
    static void Main(string[] args)
    {
        sw = new StreamWriter("test.txt");
        sw.WriteLine("Hello World!");
        sw.Dispose();
    }
}

在上述示例中，我们使用了StreamWriter来写入磁盘文件。使用using语句可以更好地管理资源，但在某些情况下，我们需要手动释放资源，在这种情况下，我们可以使用Dispose方法。在释放对象时，我们需要注意释放先后顺序，以确保所有的对象都被正确地释放。在该示例中，我们首先释放StreamWriter对象，然后再释放StreamWriter对象所使用的资源中的文件句柄。这种资源清理方式可以避免文件句柄的未清理可能带来的问题。