C# .NET4垃圾收集器的可伸缩性

我最近对.NET4垃圾收集器进行了基准测试，从多个线程集中分配垃圾。当分配的值被记录在一个数组中时，我没有观察到像我预期的那样的可伸缩性（因为系统争用对共享旧一代的同步访问）。然而，当分配的值立即被丢弃时，我也震惊地发现没有可伸缩性

我曾期望这个临时案例几乎是线性扩展的，因为每个线程都应该简单地擦除托儿所gen0，然后重新开始，而不必争夺任何共享资源（没有任何东西可以保存到老一代，也没有二级缓存丢失，因为gen0很容易适合一级缓存）

例如：

无同步分配在多处理器系统上，托管堆的第0代使用每个线程一个竞技场拆分为多个内存竞技场。这允许多个线程同时进行分配，因此不需要独占访问堆

有人能证实我的发现和/或解释我的预测和观察之间的差异吗

或者解释我的预测和观察之间的差异

基准测试很难。

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对不在您完全控制之下的子系统进行基准测试更加困难

不太确定这是关于什么以及您在机器上看到的确切内容。但是，您的计算机上有两个不同版本的CLR。Mscorwks.dll和mscorsvc.dll。前者是在工作站上运行程序时得到的，后者是在Windows的一个服务器版本（如Windows 2003或2008）上得到的

工作站版本对本地PC很友好，不会占用所有机器资源。当GC正在进行时，您仍然可以阅读您的电子邮件。服务器版本经过优化，可在服务器级硬件上扩展。大量的RAM（GC没有那么快启动）和大量的CPU内核（垃圾收集在多个内核上）。你引用的文章可能谈到了服务器版本

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您可以在工作站上选择服务器版本，使用.config文件中的

元素。

我可以冒险猜测一下发生了什么

（1） 如果您只有一个线程，并且第0代中有M个可用空间，那么GC将只在分配了M个字节后运行

（2） 如果您有N个线程，并且GC将第0代划分为每个线程的N/M空间，那么每次线程分配N/M字节时，GC都会运行。这里要说明的是GC需要“停止世界”（即挂起所有正在运行的线程），以便标记来自线程根集的引用。这不便宜。因此，GC不仅会更频繁地运行，而且会在每个集合上做更多的工作

当然，另一个问题是多线程应用程序通常不是非常友好的缓存，这也会显著降低性能

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我不认为这是一个.NETGC问题，而是GC的一般问题。一位同事曾经运行过一个简单的“乒乓”基准测试，使用SOAP在两个线程之间发送简单的整数消息。当两个线程处于不同的进程中时，基准测试的运行速度是原来的两倍，因为内存分配和管理是完全解耦的

这不是问题的完整答案，只是为了澄清一些误解：.NET GC只在工作站模式下是并发的。在服务器模式下，它使用停止世界并行GC。更多细节。NET中的独立托儿所主要是为了避免分配上的同步；尽管如此，它们仍然是全局堆的一部分，不能单独收集。

非常快速、易于查看（直接从根开始，分配空值）和大规模发布可以诱使GC变得急切，缓存本地堆的整个想法是一个美好的梦想：-）即使您有完全分离的线程本地堆（您没有）句柄指针表仍然必须是完全可变的，以确保在一般多CPU情况下是安全的。哦，请记住，有很多线程，CPU缓存是共享的，内核需要优先考虑，所以这不仅仅是为您准备的：-）

还要注意的是，带有双指针的“heap”有两个部分——要提供的内存块和句柄指针表（这样块可以移动，但代码总是有一个地址）。这样的表是一个关键但非常精简的流程级资源，强调它的唯一方法就是大量快速发布-因此您成功地做到了：-）

一般来说，GC的规则是-leak:-）当然不是永远，而是尽可能长的时间。如果你还记得人们是怎么说“不要强迫GC收集”的吗？这就是故事的一部分。此外，“停止世界”集合实际上比“并发”集合效率更高，过去被称为循环窃取或调度合作。只有标记阶段需要冻结调度程序，并且在服务器上有多个线程执行此操作（N个内核都处于空闲状态：-）另一个阶段的唯一原因是它可以使实时操作（如播放视频）变得不稳定，就像较长的线程quantum所做的那样

因此，如果您在短时间和频繁的CPU突发（小alloc、几乎不工作、快速发布）上与基础设施竞争，您将看到/测量的唯一东西将是GC和JIT噪声

如果这是为了一些真实的东西，也就是说，不仅仅是实验，那么最好的方法就是在堆栈（structs）上使用大值数组。它们不能被强制到堆上，并且是本地的，不受任何后门移动的影响=>缓存必须喜欢它们：-）这可能意味着切换到“不安全”模式，使用普通指针，或者自己做一点alloc（如果yopu需要类似列表的简单操作）但这是将GC踢出的一个小代价：-）尝试将数据强制放入缓存也取决于保持y