首先，为了深入了解垃圾回收（GC），我们要了解一些基础知识：
CLR：Common Language Runtime，即公共语言运行时，是一个可由多种面向CLR的编程语言使用的“运行时”，包括内存管理、程序集加载、安全性、异常处理和线程同步等核心功能。
托管进程中的两种内存堆：
托管堆：CLR维护的用于管理引用类型对象的堆，在进程初始化时，由CLR划出一个地址空间区域作为托管堆。当区域被非垃圾对象填满后，CLR会分配更多的区域，直到整个进程地址空间（受进程的虚拟地址空间限制，32位进程最多分配1.5GB，而64位最多可分配8TB）被填满。
本机堆：由名为VirtualAlloc的Windows API分配的，用于非托管代码所需的内存。
NextObjPtr：CLR维护的一个指针，指向下一个对象在堆中的分配位置。初始为地址空间区域的基地址。
CLR将对象分为大对象和小对象，两者分配的地址空间区域不同。我们下方的讲解更关注小对象。
大对象：大于等于85000字节的对象。“85000”并非常数，未来可能会更改。
小对象：小于85000字节 的对象。
然后明确几个前提：
CLR要求所有引用类型对象都从托管堆分配。
C#是运行于CLR之上的。
C#new一个新对象时，CLR会执行以下操作：
计算类型的字段（包括从基类继承的字段）所需的字节数。
加上对象开销所需的字节数。每个对象都有两个开销字段：类型对象指针和同步块索引，32位程序为8字节，64位程序为16字节。
CLR检查托管堆是否有足够的可用空间，如果有，则将对象放入NextObjPtr指向的地址，并将对象分配的字节清零。接着调用构造器，对象引用返回之前，NextObjPtr加上对象真正占用的字节数得到下一个对象的分配位置。
弄清楚以上知识点后，我们继续来了解CLR是如何进行“垃圾回收”的。
二、垃圾回收的流程我们先来看垃圾回收的算法与主要流程：
算法：引用跟踪算法。因为只有引用类型的变量才能引用堆上的对象，所以该算法只关心引用类型的变量，我们将所有引用类型的变量称为根。
主要流程：
1.首先，CLR暂停进程中的所有线程。防止线程在CLR检查期间访问对象并更改其状态。
2.然后，CLR进入GC的标记阶段。
a. CLR遍历堆中的对象（实际上是某些代的对象，这里可以先认为是所有对象），将同步块索引字段中的一位设为0，表示对象是不可达的，要被删除。
b. CLR遍历所有根，将所引用对象的同步块索引位设为1，表示对象是可达的，要保留。
3.接着，CLR进入GC的碎片整理阶段。
a. 将可达对象压缩到连续的内存空间（大对象堆的对象不会被压缩）
b. 重新计算根所引用对象的地址。
4.最后，NextObjPtr指针指向最后一个可达对象之后的位置，恢复应用程序的所有线程。
CLR的GC是基于代的垃圾回收器，它假设：
对象越新，生存期越短
对象越老，生存期越长
回收堆的一部分，速度快于回收整个堆
托管堆最多支持三代对象：
第0代对象：新构造的未被GC检查过的对象
第1代对象：被GC检查过1次且保留下来的对象
第2代对象：被GC检查大于等于2次且保留下来的对象
第0代回收只会回收第0代对象，第1代回收则会回收第0代和第1代对象，而第2代回收表示完全回收，会回收所有对象。
CLR初始化时，会为第0代和第1代对象选择一个预算容量（单位：KB）。如下图，CLR为ABCD四个第0代对象分配了空间，如果创建一个新的对象导致第0代容量超过预算时，CLR会进行GC。
A0 B0 C0（不可达） D0GC后的堆如下图，ABD三个对象提升为第1代对象，此时无第0代对象
A1 B1 D1假设程序继续执行到某个时刻时，托管堆如下，其中FGHIJ为第0代对象
A1 B1 D1（不可达） F0 G0（不可达） H0 I0 J0根据GC假设的前两条可知，它会优先检查第0代对象，那么GC第0代回收后的托管堆如下，FHIJ提升为第1代对象
A1 B1 D1（不可达） F1 H1 I1 J1随着第1代的增加，GC会发现其占用了太多内存，所以会同时检查第0代和第1代对象，如某个时刻的托管堆如下，其中K为第0代对象
A1 B1 D1（不可达） F1 H1（不可达） I1 J1 K0GC第1代回收后的托管堆如下，其中ABFIJ都为第2代对象,K为第1代对象。
A2 B2 F2 I2 J2 K1还有一些额外的规则需要注意：
在进行第1代回收之前，一般都已经对第0代对象回收了好几次了。
如果对象提升到了第2代，它会长期保持存活，基本上只有当GC进行完全垃圾回收（包括0、1、2代的对象）时才会进行回收。