先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「プログラムって、動いている間にどこかにデータを置いておく必要があるんですよね？それってどうやって管理してるんですか？」

先生

「良いところに気がつきましたね。C#では『メモリ』という場所を使ってデータを管理しています。そして、使わなくなったデータを自動的に片づける仕組みもあるんですよ。」

生徒

「自動的に片づけてくれるんですか！？それってどういう仕組みなんですか？」

先生

「それがC#の『ガーベジコレクション（Garbage Collection）』という機能です。これから順番に説明していきましょう！」

1. メモリとは？パソコンの作業机をイメージしよう

プログラミングにおいて「メモリ」とは、データやプログラムを一時的に置いておく場所のことです。わかりやすく言えば、パソコンの中にある「作業机」のようなものです。

この作業机に、数値や文字などのデータを置いたり取り出したりしながら、プログラムは動いています。

2. メモリの種類：スタックとヒープ

C#では、メモリには主に次の2つの種類があります：

スタック（Stack）：すぐに使って、すぐに消える短期的なメモリ。
ヒープ（Heap）：長く使うことを前提としたメモリ。

例えば、「スタック」はお皿を積み重ねるようなイメージで、最後に置いたものを最初に片づけます。「ヒープ」は自由に物を置ける倉庫のようなもので、いつでも取り出せますが、使い終わったものは自分で片づける必要があります。

3. ガーベジコレクションとは？使い終わったデータのお掃除屋さん

ガーベジコレクション（Garbage Collection）は、C#の自動お掃除システムです。

プログラムが動いていると、たくさんのデータが作られます。その中には、使い終わってもう必要のないものも出てきます。そういった不要なデータを自動で見つけて、メモリから取り除いてくれるのがガーベジコレクターです。

つまり、プログラマーが毎回「このデータはもう使わないから消して」と命令しなくても、C#が勝手に消してくれるという、初心者にはとてもありがたい仕組みなんです。

4. どうしてガーベジコレクションが必要なの？

メモリは無限ではありません。パソコンの机が物でいっぱいになると、新しい作業ができないのと同じように、メモリがいっぱいになるとプログラムが動かなくなることがあります。

そこで、C#では不要になったデータを自動で片づけることで、メモリを効率よく使い続けるようにしているのです。

5. C#での具体的な例：オブジェクトを作って使い捨てる

実際のC#コードで、ガーベジコレクションがどう働くか見てみましょう。


class Person
{
    public string Name;
}

void Sample()
{
    Person p1 = new Person();
    p1.Name = "たろう";

    p1 = null; // ここで「p1」は何も指していない状態になる
    // 以降、p1の指していたオブジェクトは使われていないと判断され、
    // ガーベジコレクションの対象になる
}

この例では、Person型のオブジェクトを作り、それをp1という変数が参照していますが、途中でnullを代入しています。つまり、p1はもう何も指していない状態です。

このように「誰からも使われていない」オブジェクトは、ガーベジコレクターが判断して、あとで自動的に削除してくれます。