Unity3D托管堆BoehmGC算法-内存分配详解

Unity3D 托管堆 BoehmGC 算法解析：内存分配

引言

Unity3D 引擎在管理托管堆内存时，并没有直接使用操作系统提供的 malloc 和 free 函数分配和释放对象。它采用了 BoehmGC 算法来管理托管堆上的内存分配和回收。本文将深入探讨 BoehmGC 算法在 Unity3D 中的应用，重点关注其内存分配机制。

BoehmGC 内存分配机制

BoehmGC 算法采用分代式垃圾回收策略，将托管堆划分为年轻代和老年代。

年轻代 ：主要存储新创建的对象。当年轻代被填满时，触发一个称为 "Minor GC" 的回收过程，回收年轻代中不再引用的对象。

老年代 ：存储从年轻代晋升的对象。当老年代被填满时，触发一个称为 "Major GC" 的回收过程，回收老年代中不再引用的对象。

内存分配

当创建一个新对象时，BoehmGC 算法将其分配到年轻代。算法维护一个称为 "新生区" 的特殊区域，其中包含新创建的对象。新生区被划分为固定大小的块，称为 "SLAB"。

当一个 SLAB 被填满时，BoehmGC 算法会为新创建的对象分配一个新的 SLAB。如果年轻代被填满，触发 Minor GC 回收年轻代中不再引用的对象，并晋升存活的对象到老年代。

在老年代中，对象被存储在 "Large Object" 块中。这些块的大小不固定，可以根据需要进行调整。

Minor GC

Minor GC 是一种增量式垃圾回收过程，主要回收年轻代中不再引用的对象。它通过以下步骤进行：

1. 标记阶段 ：算法扫描年轻代并标记所有可达的对象（即仍被引用）。
2. 清除阶段 ：算法回收未标记的对象并回收其占用的内存空间。
3. 压缩阶段 ：算法将存活的对象整理到年轻代的顶部，以减少碎片。

Major GC

Major GC 是一种完全垃圾回收过程，主要回收老年代中不再引用的对象。它通过以下步骤进行：

1. 标记阶段 ：算法扫描整个托管堆（包括年轻代和老年代）并标记所有可达的对象。
2. 清除阶段 ：算法回收未标记的对象并回收其占用的内存空间。

性能优化

为了提高 BoehmGC 算法的性能，Unity3D 引擎实现了以下优化：

• 增量式垃圾回收 ：Minor GC 采用增量式方式进行，在后台运行，不会中断应用程序的执行。
• 并行垃圾回收 ：BoehmGC 算法支持多线程，可以在多核处理器上并行执行。
• 对象池 ：Unity3D 引擎提供了一个对象池系统，可以预先分配和重用对象，减少内存分配的次数。

结论

BoehmGC 算法是 Unity3D 引擎管理托管堆内存的重要组成部分。它采用分代式垃圾回收策略，有效地回收不再引用的对象，并通过各种优化措施提高了性能。理解 BoehmGC 算法的内存分配机制对于深入了解 Unity3D 内存管理至关重要。