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为什么垃圾回收？

垃圾回收可以让开发人员从内存管理的麻烦中解放出来，在垃圾回收的环境下，内存申请与对象的创建相关联起来了，当这些对象不再有引用时，占用的内存会被释放。垃圾回收器也提供了析构的接口，用来管理不在托管堆上的非托管资源，开发者可以自定义如何在不需要这些资源时的处理方式，两个主要的目标是：

1，去掉内存管理的bug和陷阱。

2，管理内存的效率等于或高于手动管理的效率。

当前市面上的编程语言用的垃圾回收机制主要有两种：

1，空闲列表管理（C/C++用的方式）

2，引用计数回收（.NET用的方式）

空闲列表管理

空闲列表管理是C运行时库的内存管理的基础，同时也是C++内存管理的默认方式，如new和delete关键字。空闲的内存块存储在一个链表里。

空闲列表管理的方式：

1，用空闲列表管理的程序用一个空闲的内存池（用链表组织结构）开始。

2，当申请内存的请求到达时，列表中匹配的内存块会返回。

3，如果空闲列表耗尽，内存管理器会向操作系统申请更多穿闲的内存块添加到链表，或者当申请的内存delete的时候也会这么干。

有以下缺点：

1，申请过程的开销，寻找到一块合适的内存块需要时间。

2，销毁内存的开销，返回内存块到空闲列表需要时间。

3，管理开销，需要通过差分计算和修剪空闲列表来避免内存耗尽，这些工作需要一个单独的线程。

引用计数

引用计数回收器把每个对象用一个int型变量（引用的数量）关联起来，当对象创建时，引用计数加1，程序创建一个新的引用到这个对象时，引用计数加1，当程序移除引用时，引用计数减1，当对象的引用计数为0时，对象会被销毁，内存会被回收。

引用计数的缺点是：

1，管理开销，当对象的引用创建或移除时，对象的引用计数必须更新，这意味着频繁的操作类似赋值（a=b）或给函数传一个引用参数。在多核机器上，这个操作会引起同步竞争，并影响缓存命中率。

2，内存使用，对象的引用计数必须存在内存里。

3，正确性，断了环的对象不能被回收，如果程序不再有一个引用直接引用到两个对象，但是这两个对象都互相引用到对方，这时就会发生内存泄露。COM的文档说需要手动打断环。可能描述的不太清楚，看个图吧：

跟踪垃圾回收

首先是标记阶段，这个阶段将所有仍有引用的对象（称作活跃的对象）区分开来。

然后是清理阶段，回收不再使用的对象占用的内存。

最后是紧缩阶段，让活跃的对象在内存中保持连续。

标记阶段

此阶段中，GC会遍历程序中所有引用的对象的图，为了防止误报和漏报，GC需要一组起始点，做为遍历的起始点，称之为根。

建立根之后，这个阶段中垃圾回收器的干的活就容易理解了。GC将遍历过的对象标记一次且仅一次。

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