‫تخصیص حافظه در دات‌نت

• شیء ابتدا به صف Finalization Queue اضافه می‌شود.
• باید منتظر بماند تا Finalizer اجرا شود.
• پس از اجرای Finalizer، در چرخه بعدی GC بررسی شده و حذف می‌شود.

using System.Diagnostics;

class NoFinalizer
{
	public int Value;
}

class WithFinalizer
{
	public int Value;
    
	~WithFinalizer()  
	{
    	//...
	}
}

class Program
{
	static void Main()
	{
    	Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();

    	stopwatch.Start();
    	for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    	{
        	NoFinalizer obj = new NoFinalizer();
    	}
    	GC.Collect();
    	GC.WaitForPendingFinalizers();
    	stopwatch.Stop();
    	Console.WriteLine($"Without Finalizer: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");

    	stopwatch.Restart();
    	for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    	{
        	WithFinalizer obj = new WithFinalizer();
    	}
    	GC.Collect();
    	GC.WaitForPendingFinalizers(); 
    	stopwatch.Stop();
    	Console.WriteLine($"With Finalizer: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
	}
}

• اشیاء ابتدا به صف Finalization Queue اضافه می‌شوند.
• GC نمی‌تواند بلافاصله این اشیاء را حذف کند.
• در چرخه بعدی GC، Finalizer اجرا شده و پس از آن شیء از حافظه آزاد می‌شود.

• Finalizer در یک Thread مخصوص اجرا می‌شود و مستقیماً تحت کنترل GC نیست.

• ابتدا باید Finalizer اجرا شود و سپس شیء در یک چرخه بعدی حذف شود.

• این متد GC را مجبور می‌کند که تا اتمام تمامی Finalizerها صبر کند که ممکن است باعث کاهش کارایی برنامه شود.

class BetterClass : IDisposable
{
	public void Dispose()
	{
    	// عملیات پاکسازی
	}
}

• هندل‌های فایل (File Handles)
• اتصالات شبکه‌ای (Network Sockets)
• منابع گرافیکی (مانند GDI+ و DirectX)
• حافظه اختصاص داده‌شده با malloc در C/C++

class FileHandler
{
	private IntPtr fileHandle; 
    
	public FileHandler(string filePath)
	{
    	fileHandle = OpenFile(filePath);
	}

	~FileHandler()
	{
    	CloseFile(fileHandle);
	}
}

class MyResource : IDisposable
{
	private IntPtr unmanagedResource;

	public MyResource()
	{
    	unmanagedResource = AllocateUnmanagedResource();
	}

	public void Dispose()
	{
    	FreeUnmanagedResource(unmanagedResource);
    	GC.SuppressFinalize(this);
	}

	~MyResource()
	{
    	FreeUnmanagedResource(unmanagedResource);
	}
}

class NativeResource
{
	private IntPtr handle;

	public NativeResource()
	{
    	handle = GetNativeHandle();
	}

	~NativeResource()
	{
    	ReleaseNativeHandle(handle);
	}
}

• اگر یک شیء دیگر مورد نیاز نباشد اما هنوز یک اشاره‌گر به آن وجود داشته باشد، GC نمی‌تواند آن را آزاد کند.
• نمونه: یک لیست که پر از داده‌های بی‌استفاده است، اما همچنان به آن دسترسی وجود دارد.

• اشیای بزرگ (بیش از 85 کیلوبایت) در LOH ذخیره می‌شوند.
• GC این بخش را Compact نمی‌کند، که می‌تواند باعث تکه‌تکه شدن حافظه شود.

• اگر شیءها را Pin کنیم (مثلاً با GCHandle.Alloc(obj, GCHandleType.Pinned))، GC نمی‌تواند آن‌ها را جابجا کند، که در نهایت Fragmentation را افزایش می‌دهد.

• نیاز به کنترل دقیق روی تخصیص و آزادسازی حافظه.
• برنامه‌هایی که حجم بسیار بالایی از داده‌ها را مدیریت می‌کنند و عملکرد GC ممکن است تأثیر منفی داشته باشد.

برای بهینه‌سازی عملکرد یک برنامه دات‌نت، لازم است که مکانیزم GC را درک کنید، نه این‌که با آن مقابله نمایید.