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.NET 10中GC(垃圾收集器)更新

.NET GC的大总管Maoni发了一篇新文章《准备 .NET 10 GC》,准备 .NET 10 GC” 并非单一动作,而是 “代码优化(减少 GC 压力)+ 配置预留(适配新特性)+ 环境兼容(保障运行基础) ” 的组合:核心是基于 .NET GC 的演进规律,提前消除 “性能瓶颈” 和 “兼容性风险”,确保 .NET 10 发布后,应用能直接享受到新版本 GC 的低延迟、高内存效率优势。 以下是.NET 10中GC(垃圾收集器)特性的总结:

1. DATAS(Dynamic Adaptation To Application Sizes)
  • 默认启用:在.NET 9中,DATAS功能已被引入但未默认启用;而在.NET 10中,DATAS将成为默认特性。这对于从旧版本升级到.NET 10的用户来说是一个显著的变化。
  • 设计目标:DATAS旨在根据应用程序的实际大小动态调整堆大小,特别适用于内存受限环境下的突发性工作负载和小型工作负载使用Server GC的场景。
  • 性能影响
    • 内存使用:与传统的Server GC相比,DATAS可能会显著减少内存使用,尤其是在非高峰时段。
    • 吞吐量:对于某些场景,特别是那些对吞吐量有极高要求且不能容忍任何性能下降的场景,DATAS可能不是最佳选择,因为它可能会在某些情况下降低吞吐量。
2. 性能特征与权衡
  • 堆大小变化:使用DATAS时,堆大小可能会根据应用程序的需求动态变化,这在不同核心数的机器上表现更为一致。
  • GC暂停时间:DATAS通过调整第0代(gen0)的分配预算来控制GC频率和暂停时间,目标是通过维持一个合理的吞吐量成本百分比(TCP, Throughput Cost Percentage)来优化性能。
  • 适应场景
    • 突发性工作负载:在内存受限的环境中,DATAS能在工作负载减轻时收缩堆大小,在工作负载增加时扩展堆大小。
    • 小型工作负载:对于使用Server GC的小型应用,DATAS能提供更符合实际需求的堆大小。
3. 配置与调优
  • 关键配置项
    • GCDynamicAdaptationMode:用于启用或禁用DATAS。
    • GCDTargetTCP:设置目标吞吐量成本百分比,影响GC频率和堆大小调整。
    • GCDGen0GrowthPercentGCDGen0GrowthMinFactor:用于调整第0代分配预算的增长比例和最小增长因子。
  • 调优建议
    • 对于对启动性能敏感的应用,可能需要禁用DATAS,因为它从单个堆开始,需要时间扩展到多个堆。
    • 对于不能容忍任何吞吐量下降的场景,应评估DATAS的影响,并考虑禁用或调整其参数。
    • 对于主要进行第2代(gen2)GC的场景,DATAS可能效果不佳,建议评估后决定是否禁用。
4. 监控与分析
  • 事件与指标:DATAS提供了特定的事件和指标,如LDS(Live Data Size)和TCP,用于详细分析和调优。这些事件主要通过编程方式访问,例如使用TraceEvent库。
  • 分析工具:虽然PerfView等工具不直接显示DATAS的详细事件,但可以通过编程方式检索和分析这些数据。
5. 适用场景与禁用条件
  • 适用场景
    • 内存受限环境下的突发性工作负载。
    • 使用Server GC的小型应用。
    • 希望通过动态调整堆大小来优化内存使用的场景。
  • 禁用条件
    • 对启动性能有极高要求的场景。
    • 不能容忍任何吞吐量下降的场景。
    • 主要进行第2代GC且对DATAS效果不满意的场景。
    • 没有使用释放内存需求的场景(如运行在专用机器上的进程)。

.NET 10中的GC特性以DATAS为核心,通过动态调整堆大小来优化内存使用和性能。虽然DATAS在许多场景下能带来显著的优势,但也存在一些不适用的场景。用户应根据自己的应用需求和性能目标来评估是否启用DATAS,并通过适当的配置和调优来最大化其效益。

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