Car myCar = new Car;

  myCar = null;

}

Когда ссылке на объект присваивается null, компилятор C# генерирует код CIL, который гарантирует, что ссылка (myCar в данном примере) больше не указывает на какой-либо объект. Если теперь снова с помощью утилиты ildasm.exe просмотреть код CIL модифицированного метода MakeACar, то можно обнаружить в нем код операции ldnull (заталкивает значение null в виртуальный стек выполнения), за которым следует код операции stloc.0 (устанавливает для переменной ссылку null):

.method assembly hidebysig static

        void  '<

{

  // Code size       10 (0xa)

  .maxstack  1

  .locals init (class SimpleGC.Car V_0)

  IL_0000: nop

  IL_0001: newobj     instance void SimpleGC.Car::.ctor

  IL_0006: stloc.0

  IL_0007: ldnull

  IL_0008: stloc.0

  IL_0009: ret

} // end of method '$'::'<

Тем не менее, вы должны понимать, что присваивание ссылке значения null ни в коей мере не вынуждает сборщик мусора немедленно запуститься и удалить объект из кучи. Единственное, что при этом достигается — явный разрыв связи между ссылкой и объектом, на который она ранее указывала. Таким образом, установка ссылок в null в C# имеет гораздо меньше последствий, чем в других языках, основанных на С; однако никакого вреда она определенно не причиняет.

Выяснение, нужен ли объект

Теперь вернемся к вопросу о том, как сборщик мусора определяет момент, когда объект больше не нужен. Для выяснения, активен ли объект, сборщик мусора использует следующую информацию.

• Корневые элементы в стеке: переменные в стеке, предоставляемые компилятором и средством прохода по стеку.

• Дескрипторы сборки мусора: дескрипторы, указывающие на объекты, на которые можно ссылаться из кода или исполняющей среды.

• Статические данные: статические объекты в доменах приложений, которые могут ссылаться на другие объекты.

Во время процесса сборки мусора исполняющая среда будет исследовать объекты в управляемой куче с целью выяснения, являются ли они по-прежнему достижимыми (т.е. корневыми) для приложения. Для такой цели исполняющая среда будет строить граф объектов, который представляет каждый достижимый объект в куче. Более подробно графы объектов объясняются во время рассмотрения сериализации объектов в главе 20. Пока достаточно знать, что графы объектов применяются для документирования всех достижимых объектов. Кроме того, имейте в виду, что сборщик мусора никогда не будет создавать граф для того же самого объекта дважды, избегая необходимости в выполнении утомительного подсчета циклических ссылок, который характерен при программировании СОМ.

Предположим, что в управляемой куче находится набор объектов с именами А, В, С, D, E, F и G. Во время сборки мусора эти объекты (а также любые внутренние объектные ссылки, которые они могут содержать) будут проверяться. После построения графа недостижимые объекты (пусть ими будут объекты С и F) помечаются как являющиеся мусором. На рис. 9.3 показан возможный граф объектов для только что описанного сценария (линии со стрелками можно читать как "зависит от" или "требует", т.е. Е зависит от G и В, А не зависит ни от чего и т.д.).

После того как объекты помечены для уничтожения (в данном случае С и F, т.к. они не учтены в графе объектов), они удаляются из памяти. Оставшееся пространство в куче сжимается, что в свою очередь вынуждает исполняющую среду изменить лежащие в основе указатели для ссылки на корректные местоположения в памяти (это делается автоматически и прозрачно). И последнее, но не менее важное действие — указатель на следующий объект перенастраивается так, чтобы указывать на следующую доступную область памяти. Конечный результат описанных изменений представлен на рис. 9.4.

На заметку! Строго говоря, сборщик мусора использует две отдельные кучи, одна из которых предназначена специально для хранения крупных объектов. Во время сборки мусора обращение к данной куче производится менее часто из-за возможного снижения производительности, связанного с перемещением больших объектов. В .NET Core куча для хранения крупных объектов может быть уплотнена по запросу или при достижении необязательных жестких границ, устанавливающих абсолютную или процентную степень использования памяти.

Понятие поколений объектов

Когда исполняющая среда пытается найти недостижимые объекты, она не проверяет буквально каждый объект, помещенный в управляемую кучу. Очевидно, это потребовало бы значительного времени, тем более в крупных (т.е. реальных) приложениях.