Для чего нужно разделение кучи больших объектов (Large Object Heap) и кучи малых объектов (Small Object Heap) в .NET?

Разделение куч LOH и SOH в .NET оптимизирует управление памятью для объектов разного размера.

Small Object Heap (SOH)

• Хранит объекты размером до 85 КБ.
• Использует генерационный сборщик мусора (Generational Garbage Collection - GC).
• Объекты, созданные недавно, попадают в поколение 0. Выжившие объекты перемещаются в поколение 1, затем в поколение 2.
• Сборка мусора происходит чаще и эффективнее для небольших объектов.

// Пример создания объекта на SOH
string smallString = "Это небольшая строка"; // Размер менее 85 КБ
object smallObject = new object(); // Небольшой объект

Large Object Heap (LOH)

• Хранит объекты размером 85 КБ и более.
• Не является генерационным в том же смысле, что SOH. Обычно очищается только при полной сборке мусора (поколение 2).
• Выделение памяти на LOH может быть медленнее из-за поиска непрерывного блока памяти.
• Фрагментация LOH может привести к проблемам с выделением больших объектов, даже если суммарно свободной памяти достаточно.
• Объекты на LOH не перемещаются GC по умолчанию (с .NET Framework 4.5.1 появилась возможность сжимать LOH, но это отключено по умолчанию и имеет свои затраты). Это предотвращает дорогостоящее копирование больших объемов данных.

// Пример создания объекта на LOH
byte[] largeArray = new byte[100 * 1024]; // Размер 100 КБ > 85 КБ

Преимущества разделения

1. Оптимизация сборки мусора: Генерационный GC на SOH гораздо эффективнее для небольших, короткоживущих объектов. Перемещение объектов на SOH относительно быстро.
2. Снижение фрагментации SOH: Перемещение больших объектов было бы крайне затратным и приводило бы к сильной фрагментации SOH. Размещение их на отдельной куче LOH решает эту проблему.
3. Минимизация накладных расходов: Перемещение больших объектов на LOH привело бы к значительным накладным расходам. Неперемещение их GC (по умолчанию) избавляет от этого.
4. Улучшение производительности выделения памяти: Выделение на SOH часто происходит очень быстро (с помощью указателя), в то время как на LOH может потребоваться поиск подходящего свободного блока. Разделение позволяет сохранить высокую скорость выделения для большинства (малых) объектов.