【原创】构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化—垃圾回收机制深度剖析

简介: 原文:【原创】构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化—垃圾回收机制深度剖析构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化—垃圾回收机制剖析     前言:本章主要详细的讲述如何因内存问题而导致的性能问题,很多的时候都是深入.NET内核进行分析,然后给出解决方案,同时,本系列的其他文章,也争取做到:深入浅出。
原文: 【原创】构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化—垃圾回收机制深度剖析

构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化垃圾回收机制剖析

    前言:本章主要详细的讲述如何因内存问题而导致的性能问题,很多的时候都是深入.NET内核进行分析,然后给出解决方案,同时,本系列的其他文章,也争取做到:深入浅出。

 

   本篇是为后面的做个铺垫,而且比较的精彩。只有真正的理解了本篇,后面才可以顺利的走下去。

 

本篇的议题如下:

内存问题概述(前篇)

托管资源优化(前篇)

         对象的生命周期(前篇)

         对象的代“(前篇)

         大对象堆(LOH) (前篇)

         CLR计数器的使用         (前篇)

         CLR Profiler的使用(中篇)

         垃圾回收器的不同版本(中篇)

         对象使用注意事项(中篇)

         常用优化措施(后篇)

非托管资源优化

Session会话的优化

 

  系列文章链接:

  构建高性能ASP.NET站点 开篇

  构建高性能ASP.NET站点之一 剖析页面的处理过程(前端)

  构建高性能ASP.NET站点之二 优化HTTP请求(前端)

  构建高性能ASP.NET站点之三 细节决定成败

  构建高性能ASP.NET站点 第五章—性能调优综述(前篇)

  大型高性能ASP.NET系统架构设计  

  构建高性能ASP.NET站点 第五章—性能调优综述(中篇)

  构建高性能ASP.NET站点 第五章—性能调优综述(后篇)

  构建高性能ASP.NET站点 第六章—性能瓶颈诊断与初步调优(上篇)—识别性能瓶颈

  构建高性能ASP.NET站点 第六章—性能瓶颈诊断与初步调优(下前篇)—简单的优化措施

  构建高性能ASP.NET站点 第六章—性能瓶颈诊断与初步调优(下后篇)—减少不必要的请求

  构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前篇)—托管资源优化—垃圾回收机制深度剖析

  构建高性能ASP.NET站点 第七章 如何解决内存的问题(前中篇)—托管资源优化—监测CLR性能

 

 

   内存问题概述

    和CPU一样,内存也是一个直接影响服务端性能的重要的硬件资源。

   一般来说,如果服务端内存不足,从导致以下两个问题产生:

1.       导致服务端把一些原本要写到内存中的数据,写到硬盘上面。这样不仅仅加大了CPU和磁盘的I/O操作,同时也延长了读取这些数据的时间。

2.       阻止了一些缓存策略的使用。

 

   对于内存不足,一直最快最直接的方式就是去买内存条加在服务器上面。但是这样存在一个隐患的问题就是:如果加了新的内存之后,服务端又面临内存不足的问题,我们不可能无止境的加内存条,那么我们就必须从站点本身来解决这个问题,例如从服务端的配置,对站点的代码进行分析,优化。

 

   托管资源优化

对于托管资源,相信大家并不陌生了,简单的说就是:在C#的托管堆上面创建的资源,或者说通过new产生的对象。

在深入讲解之前,我们首先来看看对象的生命周期

 

   对象的生命周期

当我们用new关键字创建了一个对象的时候,这个对象就被分配到CRL托管堆上面。这个托管堆是在内存中的。而且这个分配对象空间的速度是非常的快的,因为每次都是在托管堆的最后面划出一定的空间来给这个对象,不用去堆上面需找合适大小的空间。

       如果当托管堆准备为一个对象分配空间的时候,发现托管堆上面的空间太小了,不足以分配给这个新的对象,那么CLR就开始运行垃圾回收机制了。我们知道:垃圾回收机制会把那些在托管堆上面没有了引用指向的那些对象都清理掉,同时也会把托管堆上面现存的对象进行压缩。

       但是有一点需要清楚:如果此时进行了垃圾回收的时候,清除了一些没有用的对象,但是只有在下一次来回收进行的时候,上次垃圾回收清除的对象才真正的从内存中消除(此时,还有一些“对象复苏“等话题就不在赘述)

 

   下面就来讲述一些垃圾回收的话题。

 

   对象的代“

CLR进行垃圾回收的时候,垃圾回收器回去托管堆上面去检查对象是否可以被回收,这个检查过程是非常消耗资源的。为了避免每次垃圾回收都要便利托管堆上面的所有对象,CLR给把托管堆上面的对象用来划分,例如,第一代,第二代。然后每次便利扫描托管堆的时候,就去扫描某一个中的对象,这样性能就好点。 

在托管堆上面,可以把对象分为三个”:0代,1代,2代,仅此这三个代。每个对象都是从0代开始的。一个对象每经历一次垃圾回收,并且这个对象还在使用中,那么这个对象的“代“就会增加1代。例如,如果在0代的对象,经历了一次垃圾回收之后,他的代就是1代,如果是1代的对象,最后就会变为2代。如果对象本身已经是2代了,不管经历多少次垃圾回收(如果对象一直在使用),那么这个对象还是2代。

 

CLR垃圾回收中有句话要记得:”数越大,被回收的可能性就越小。而且一些性能优化就是根据这个进行的。

 

每次CLR在进行垃圾回收的时候,都会优先的去扫描第0代的对象,所以,一些新的,临时使用的对象可以被立刻的清除。相比而言,垃圾回收器扫描第1代对象的频率就没有第0代强,扫描第2代对象的频率就更低了。所以说:对象存活的时间越长,就越难被回收,而且一直占据CLR的内存资源。

 

还有有点需要注意的就是:如果CLR决定要扫描了第1代了,同时也用扫描第0代的对象,同时如果,CLR扫描第2代对象,那么第0代,第1代对象都会被扫描。

 

所以,从这里可以得出:我们尽量避免把原本需要立刻回收的的对象变为长期存活的对象。通俗点说就是:如果一个对象本来已经存活在0代的,然后用完就回收的,我们不要让这个对象一直存活到第1代,甚至第2代。在编程上面基本就是这样的实现思路:尽可能晚的实例化对象,尽可能早的释放对象。

 

    大对象堆(Large Objecet Heap)

我们之前讲述了的一些话题,CLR除了上面的一般的堆(一般的new对象分配空间的那个堆)CLR中还存在另外的一个堆:专门用来放置那些大于了85k的对象的堆,大对象堆

如果new一个对象的时候,这个对象的大小超过了85k,那么CLR就会把这个对象放在LOH上面。如果此时LOH的空间不足了,那么CLR就会启动垃圾回收器去扫描LOH堆和那个一般堆上面的第2代对象,我们之前说过,如果扫描第2代对象,就同时扫描第1代,第0代,那么实际相当于扫描了整个托管堆,性能影响可想而知。

而且不想之前那个一般堆,在LOH上面的对象被垃圾回收器回收之后,上面的大对象是不会被压缩的,那么LOH这个堆上面就可能存在一些空间碎片,然后分配新的大对象的时候,就要找空间,甚至进行碎片的整理,大家可以联想一下我们电脑的磁盘碎片整理。

 

OK,今天就讲到这里,理论有点多,但是都是基本要清楚和掌握的,希望多多理解。

 

        

目录
相关文章
|
4天前
|
缓存 算法 Java
Java面试题:深入探究Java内存模型与垃圾回收机制,Java中的引用类型在内存管理和垃圾回收中的作用,Java中的finalize方法及其在垃圾回收中的作用,哪种策略能够提高垃圾回收的效率
Java面试题:深入探究Java内存模型与垃圾回收机制,Java中的引用类型在内存管理和垃圾回收中的作用,Java中的finalize方法及其在垃圾回收中的作用,哪种策略能够提高垃圾回收的效率
11 1
|
4天前
|
存储 算法 Java
Java面试题:深入探究Java内存模型与垃圾回收机制,解释JVM中堆内存和栈内存的主要区别,谈谈对Java垃圾回收机制的理解,Java中的内存泄漏及其产生原因,如何检测和解决内存泄漏问题
Java面试题:深入探究Java内存模型与垃圾回收机制,解释JVM中堆内存和栈内存的主要区别,谈谈对Java垃圾回收机制的理解,Java中的内存泄漏及其产生原因,如何检测和解决内存泄漏问题
10 0
|
4天前
|
存储 算法 安全
Java面试题:Java内存模型及相关知识点深度解析,Java虚拟机的内存结构及各部分作用,详解Java的垃圾回收机制,谈谈你对Java内存溢出(OutOfMemoryError)的理解?
Java面试题:Java内存模型及相关知识点深度解析,Java虚拟机的内存结构及各部分作用,详解Java的垃圾回收机制,谈谈你对Java内存溢出(OutOfMemoryError)的理解?
11 0
|
25天前
|
监控 算法 Java
Java虚拟机(JVM)使用多种垃圾回收算法来管理内存,以确保程序运行时不会因为内存不足而崩溃。
【6月更文挑战第20天】Java JVM运用多种GC算法,如标记-清除、复制、标记-压缩、分代收集、增量收集、并行收集和并发标记,以自动化内存管理,防止因内存耗尽导致的程序崩溃。这些算法各有优劣,适应不同的性能和资源需求。垃圾回收旨在避免手动内存管理,简化编程。当遇到内存泄漏,可以借助VisualVM、JConsole或MAT等工具监测内存、生成堆转储,分析引用链并定位泄漏源,从而解决问题。
30 4
|
26天前
|
JavaScript 前端开发 算法
【JavaScript】JavaScript 垃圾回收机制深度解析:内存管理的艺术
JavaScript的内存管理和垃圾回收机制涉及栈内存与堆内存、引用计数与标记-清除算法。栈内存存储基本类型和函数调用时的局部变量,而堆内存用于复杂数据类型,如对象和数组。垃圾回收主要通过标记-清除策略,处理不再被引用的对象。现代引擎如V8使用分代收集和增量标记等优化方法,减少停顿并提升性能。开发者应注意避免内存泄漏,如及时解除引用、管理DOM引用和定时器,使用WeakMap和WeakSet等。理解这些原理和最佳实践对于编写高效代码至关重要。
39 5
|
27天前
|
算法 Java
Java垃圾回收(Garbage Collection,GC)是Java虚拟机(JVM)的一种自动内存管理机制,用于在运行时自动回收不再使用的对象所占的内存空间
【6月更文挑战第18天】Java的GC自动回收内存,包括标记清除(产生碎片)、复制(效率低)、标记整理(兼顾连续性与效率)和分代收集(区分新生代和老年代,用不同算法优化)等策略。现代JVM通常采用分代收集,以平衡性能和内存利用率。
44 3
|
4天前
|
设计模式 安全 NoSQL
Java面试题:设计一个线程安全的单例模式,并解释其内存占用和垃圾回收机制;使用生产者消费者模式实现一个并发安全的队列;设计一个支持高并发的分布式锁
Java面试题:设计一个线程安全的单例模式,并解释其内存占用和垃圾回收机制;使用生产者消费者模式实现一个并发安全的队列;设计一个支持高并发的分布式锁
9 0
|
4天前
|
并行计算 安全 算法
Java面试题:Java内存管理与多线程并发处理,设计一个Java应用,该应用需要处理大量并发用户请求,同时要求对内存使用进行优化,如何通过垃圾回收机制优化内存使用?
Java面试题:Java内存管理与多线程并发处理,设计一个Java应用,该应用需要处理大量并发用户请求,同时要求对内存使用进行优化,如何通过垃圾回收机制优化内存使用?
12 0
|
4天前
|
存储 并行计算 安全
Java面试题:Java内存管理、多线程与并发框架的面试题解析与知识点梳理,深入Java内存模型与垃圾回收机制,Java多线程机制与线程安全,Java并发工具包与框架的应用
Java面试题:Java内存管理、多线程与并发框架的面试题解析与知识点梳理,深入Java内存模型与垃圾回收机制,Java多线程机制与线程安全,Java并发工具包与框架的应用
10 0
|
4天前
|
存储 算法 Java
Java面试题:解释JVM的内存结构,并描述堆、栈、方法区在内存结构中的角色和作用,Java中的多线程是如何实现的,Java垃圾回收机制的基本原理,并讨论常见的垃圾回收算法
Java面试题:解释JVM的内存结构,并描述堆、栈、方法区在内存结构中的角色和作用,Java中的多线程是如何实现的,Java垃圾回收机制的基本原理,并讨论常见的垃圾回收算法
7 0