Как работает сборщик мусора (GC) в .NET?

GC (Garbage Collector) — компонент CLR, который автоматически освобождает память от объектов, на которые больше никто не ссылается.

Как он понимает, что объект «мёртв»: GC строит граф достижимости от корней (статические поля, локальные переменные на стеке, регистры). Всё, до чего нельзя дойти по ссылкам, считается мусором и собирается.

Поколения — ключевая оптимизация. Большинство объектов живут очень недолго (создали в методе — выбросили). Поэтому куча делится на:

• Gen 0 — новые объекты. Собирается часто и быстро.
• Gen 1 — буфер между молодыми и старыми.
• Gen 2 — долгоживущие объекты. Собирается редко.

Пережил объект сборку Gen 0 — переезжает в Gen 1, потом в Gen 2. Идея в том, что не нужно каждый раз сканировать всю кучу.

Что делать вам: обычно ничего. Вручную дёргать GC.Collect() почти всегда вредно — вы только мешаете эвристикам рантайма. Ваша зона ответственности — неуправляемые ресурсы (файлы, соединения, сокеты): их GC не знает как чистить, поэтому реализуйте IDisposable и используйте using:

using (var stream = new FileStream("data.txt", FileMode.Open))
{
    // работа с файлом
} // Dispose() вызовется автоматически, файл закроется

Или короче, начиная с C# 8:

using var stream = new FileStream("data.txt", FileMode.Open);