Los recolectores de basura (GC) automatizan la administración de memoria liberando objetos que ya no están en uso. Existen varios tipos de GC como el generacional y el de escritorio/servidor. Los GC funcionan encontrando y liberando objetos no utilizados en tres pasos: marcando objetos muertos, compactando memoria y moviendo objetos entre generaciones.

1. Garbage
Collectors
Qué son ?
Cuáles existen?
Y Cómo funcionan ?
By @JuanKRuiz

2. Únete a la Comunidad C# en
Meetup: jkr.im/csharp-co
Y si quieres participar
activamente, allí mismo solicita
acceso a nuestro
Slack: csharpco.slack.com

3. Qué es Garbage Collection?
• Automatiza la
administración de
memoria
• Memoria, NO
recursos
• Libera objetos que
ya no están en uso
• Encuentra objetos
que ya no serán
usados en el

4. Memoria, NO recursos…
Socket
s
DB
Handlers
File
descriptor
s
Device
descriptors
UI
Windows

5. throw new
TooManyProblems();
Ventajas de usar un GC

6. Los devs no
somos muy
buenos lidiando
con la basura

7. Puntero Colgante
Objeto
P1
P2
Objeto
P1
P2

8. Doble Liberación
Objet
o
P1
P2
Objeto
P1
P2
nuevo
Objeto
P20
P2
nuevo
Objeto

9. Memory leaks… por memoria inalcanzable
null
P1
P2
Objeto
Objet
o
P1
P2
Objet
o
Objet
o
Objet
o
Objet
o
Objet
o

10. Desventajas
de usar un GC

11. Performance: se gasta
cómputo en decidir que
objetos liberar
Objetos++
--Velocidad

12. Memoria: administrar la
memoria requiere memoria
Cuando hay X memoria requerida
*
5X => GC >= hacerlo manual
3X => GC 17% más lento
* 2005 con

13. Pero estamos en 2016
• .Net Micro FX
• Java Micro Edition
• Hay variantes de GC en C# ,
especialmente desarrolladas
por el equipo de Mono/Xamarin
como parte de su estrategia
para Mobile
• Apple iOS usa ARC, un
intermedio que le sigue
dejando el trabajo a los devs
• Manual de todas formas será
más rápido

14. Pero estamos en C#
• Procesamiento del GC en segundo plano
• GC basado en Generaciones
• En .Net CLR hay 2 tipos de GC
• Workstation: Optimizada para escenarios desktop UI
• Server: por defecto en ASP.Net y SQL Server

15. Garbage Collection en C#

16. Pedir memoria es muy rápido
• No hay cambios de contexto
• Son llamadas en modo usuario
• Pocas veces llamadas al kernel por
parte del CLR.

17. Liberar memoria no tan rápido
• Hay que determinar si los objetos
están en uso
• Liberar objetos en desuso
• Compactar memoria
• Mover objetos entre listas

18. JEY
GUAT ?
• Compactar memoria
• Mover objetos entre listas

19. Que hay
adentro?

20. Compactar memoria
(heap)
Memoria Antes y
después de
compactar
NextObjPtr ->
Address 0x2030 Objeto Vivo (15)
Address 0x2010 Objeto Vivo (14)
Address 0x1070 Objeto Vivo (13)
Address 0x1060 Objeto Muerto (12) NextObjPtr ->
Address 0x1050 Objeto Muerto (11) Address 0x1050 Objeto Vivo (15)
Address 0x1040 Objeto Vivo (10) Address 0x1040 Objeto Vivo (14)
Address 0x1030 Objeto Vivo (9) Address 0x1030 Objeto Vivo (13)
Address 0x1020 Objeto Vivo (8) Address 0x1020 Objeto Vivo (10)
Address 0x0950 Objeto Muerto (7) Address 0x0950 Objeto Vivo (9)
Address 0x0945 Objeto Vivo (6) Address 0x0945 Objeto Vivo (8)
Address 0x0940 Objeto Vivo (5) Address 0x0940 Objeto Vivo (6)
Address 0x0890 Objeto Vivo (4) Address 0x0890 Objeto Vivo (5)
Address 0x0877 Objeto Muerto (3) Address 0x0877 Objeto Vivo (4)
Address 0x0863 Objeto Vivo (2) Address 0x0863 Objeto Vivo (2)
Address 0x0800 Objeto Vivo (1) Address 0x0800 Objeto Vivo (1)
Memoria Libre
Memoria Libre

21. Recolección
en 3 pasos
Memoria Libre
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Muerto (12)
Objeto Muerto (11)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2

22. Aplicando
GC en G1
Memoria Libre
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2
1. Objetos
muertos,
son
liberados

23. Aplicando
GC en G1
Memoria Libre
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2
2. Memoria
es
compactada

24. Aplicando
GC en G1
3. Cambio de
generación
Memoria Libre
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Muerto (12)
Objeto Muerto (11)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2
Memoria Libre
Nuevo obj Vivo (17)
Nuevo obj Vivo (16)
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)

25. Aplicando
GC en G2
Memoria Libre
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Muerto (12)
Objeto Muerto (11)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2
Memoria Libre
Nuevo obj Vivo (17)
Nuevo obj Vivo (16)
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (10)
Objeto Vivo (9)
Objeto Vivo (8)
Objeto Muerto (7)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Se ejecuta
recolección
en G2 y
luego en G1

26. Aplicando
GC en G2
Gen 0
Gen 2
Recolección
en G2
Memoria Libre
Nuevo Obj (17)
Nuevo Obj (16)
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (8)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)

27. Aplicando
GC en G2 Gen 1
Gen 2
Recolección
en G1
Memoria Libre
Nuevo Obj (16)
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (8)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)

28. Aplicando
GC en G3
Recolección
en G3, G2,
G1
Memoria Libre
Nuevo Obj (20)
Nuevo Obj (19)
Nuevo Obj (18)
Objeto Vivo (15)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (13)
Objeto Vivo (8)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (5)
Objeto Vivo (4)
Objeto Muerto (3)
Objeto Vivo (2)
Objeto Vivo (1)
Gen 0
Gen 1
Gen 2

29. Aplicando
GC en G3
Todo hecho
Gen 0
Gen 1
Gen 2
Memoria Libre
Nuevo Obj (22)
Nuevo Obj (21)
Nuevo Obj (20)
Nuevo Obj (18)
Objeto Vivo (14)
Objeto Vivo (8)
Objeto Vivo (6)
Objeto Vivo (2)

30. LOH => Large Object Heap y el límite
de los Todo lo que
vimos aplica
para objetos
<= 85.000
bytes que
están en el
SMO

31. Large Object Heap

32. Ejemplo
EHLO Worldtest
data
MyClassOb
j
SOH LOH
byte
[86000]

33. En el LOH No hay compactación
Memoria Libre Memoria Libre Memoria Libre Memoria Libre
new Large Ob8
Large Ob6 Large Ob6 Large Ob6 Large Ob6 Large Ob6
Large Ob5 Large Ob5 Large Ob5 Memoria Libre Memoria Libre
Large Ob4 Large Ob4 Large Ob4 Large Ob4 Large Ob4
Large Ob3 Memoria Libre new Large Ob7 new Large Ob7 new Large Ob7
Large Ob2 Large Ob2 Large Ob2 Large Ob2 Large Ob2
Large Ob1 Large Ob1 Large Ob1 Memoria Libre Memoria Libre
• El GC del LOH
se ejecuta en
el GC del Gen2
• El LOH no está
alineado en
memoria, y
crece por
demanda

34. Cuando se ejecuta el GC?
• Cuando el tamaño de los objetos en alguna
generación alcanza su límite
• Gen 0 : ~ 256 K
• Gen 1 : ~ 2 MB
• Gen 2 : ~10 MB
• Cuando se usa GC.Collect() [ se crea una
petición, no una orden ] NO LO USEN SINO
SABEN
• El OS envía una notificación de poca
memoria

35. Otros GC

36. Variantes del GC en .Net FX
Workstation:
• non-concurrent
• concurrent: desde .net 4 se reemplazo
por background GC
Server:
• non-concurrent
• desde .net 4.5 soporta background GC

37. Workstation GC
• La recolección sucede en un el mismo user
thread que inicio el GC. Conserva la
misma prioridad
• El Gc compite con otros threads por
tiempo de CPU
• Threads con código nativo no son
suspendidos
• Si el hardware es de un solo procesador
siempre se usa este GC aunque este

38. Server GC
• La recolección sucede en múltiples hilos
corriendo en THREAD_PRIORITY_HIGHEST
• Dado que cada CPU tiene su Heap, se
requiere un GC x CPU (SOH + LOH)
• Los tamaños de segmentos son mayores en
server
• La carga de CPU en server es mayor
• * hoy en día los Workstation también tienen mucha
memoria y muchos procesadores

39. Background GC en WStations
• Solo aplica a generación 2, lanza un hilo
para hacer collection en Gen0 y Gen1
mientras ocurre Gen2.
• Si en el proceso se habían lanzado
Collection normales (foreground) todos
los thread se suspenden, al finalizar
todos continúan incluyendo el bkground
GC.

40. Background GC en Server
• Lanza un GC thread por cada procesador
lógico
• Al parecer el thread GC lanzado en
Wstation puede hacer time out en ciertos
escenarios, en server ninguno de estos
threads hace timeout.
• Ahora esta es la configuración por
defecto en server

41. SGen
• Mono
• Usable en Mobile, desktop y server

42. Cambios de generación en SGen

43. Nursery Collection
• El tamaño de Nursery es 4mb, al
llenarse este heap el GC inicia un
nursery-collection
• Se suspenden los hilos
• Los objetos ‘vivos’ se mueven al
Mayor Heap, y en el proceso Nursery
queda vacío

44. Mayor heap Collection
• El tamaño del Mayor Heap es variable,
pero configurable
• Tamaño por defecto 512 MB
• Al llenarse este heap el GC inicia un
mayor-collection
• Sino se logra obtener memoria
suficiente el GC solicita más memoria
al Host OS

45. Large Object Space
• Objetos mayores a 8.000 bytes (~8k)
nunca se envían al nursery y por ende
nunca van al mayor heap
SGEN_MAX_SMALL_OBJ_SIZE
• Estos objetos van al Large Object
Space
• Son rastreados por el LOS Manager

46. Variantes del GC en Sgen para el Mayor Heap
Copying Collector:
• Funciona igual al nursery-Collection,
mueve (aka compacta) los objetos para
desfagmentar memoria
• El problema es que muchos objetos
‘viejos’ al moverse liberan muy poca
memoria y no justifica el tiempo de
computo

47. Variantes del GC en Sgen para el Mayor Heap
Mark and sweep/copying collector:
• No mueve los obj.
• Desde su creación los agrupa en
contenedores según el tamaño
• Si llega al 66% de fragmentación ejecuta
copying-collector
• Se puede cambiar y deshabilitar colection
por por parámetro : evacuation-threshold

48. Un paso más lejos
• Weak and Strong
References, Resurrection
• IDisposable
• Finalizers
• Recibir notificaciones de
Full GC

49. Contacto
Juan Carlos Ruiz
SR Technical
Evangelist
@JuanKRuiz
JuanKDev
http://juank.io
JuanKSolocodigo
JuanKRuiz

50. Únete a la Comunidad C# en
Meetup: jkr.im/csharp-co
Y si quieres participar
activamente, allí mismo solicita
acceso a nuestro
Slack: csharpco.slack.com