为什么 c# 垃圾收集器在满足请求之前不会继续尝试释放内存？答案

【问题标题】：Why does the c# garbage collector not keep trying to free memory until a request can be satisfied?为什么 c# 垃圾收集器在满足请求之前不会继续尝试释放内存？
【发布时间】：2013-01-21 08:35:54
【问题描述】：

考虑下面的代码：

using System;

namespace memoryEater
{
    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("alloc 1");
            var big1 = new BigObject();

            Console.WriteLine("alloc 2");
            var big2 = new BigObject();

            Console.WriteLine("null 1");
            big1 = null;

            //GC.Collect();

            Console.WriteLine("alloc3");
            big1 = new BigObject();

            Console.WriteLine("done");
            Console.Read();
        }
    }

    public class BigObject
    {
        private const uint OneMeg = 1024 * 1024;
        private static int _idCnt;
        private readonly int _myId;
        private byte[][] _bigArray;

        public BigObject()
        {
            _myId = _idCnt++;
            Console.WriteLine("BigObject {0} creating... ", _myId);

            _bigArray = new byte[700][];

            for (int i = 0; i < 700; i++)
            {
                _bigArray[i] = new byte[OneMeg];
            }

            for (int j = 0; j < 700; j++)
            {
                for (int i = 0; i < OneMeg; i++)
                {
                    _bigArray[j][i] = (byte)i;
                }
            }
            Console.WriteLine("done");
        }

        ~BigObject()
        {
            Console.WriteLine("BigObject {0} finalised", _myId);
        }
    }
}

我有一个类 BigObject，它在其构造函数中创建一个 700MiB 数组，并且有一个 finalize 方法，除了打印到控制台之外什么都不做。在 Main 中，我创建了两个这样的对象，释放一个，然后创建第三个。

如果这是为 32 位编译的（以便将内存限制为 2 gigs），则在创建第三个 BigObject 时会抛出内存不足异常。这是因为当第三次请求内存时，无法满足请求，因此垃圾收集器运行。但是，第一个准备好被收集的 BigObject 有一个终结器方法，因此不是被收集，而是被放置在终结队列中并被终结。然后垃圾收集器停止并抛出异常。但是，如果取消注释对 GC.Collect 的调用，或者删除 finalize 方法，代码将运行良好。

我的问题是，为什么垃圾收集器没有尽其所能满足内存请求？如果它运行两次（一次完成，一次释放），上面的代码就可以正常工作。垃圾收集器不应该继续完成并收集，直到在抛出异常之前无法释放更多内存，有没有办法将其配置为以这种方式运行（在代码中或通过 Visual Studio）？

【问题讨论】：

问题是由终结器中的副作用引起的。不要那样做！
几年前我也遇到过这个问题并写了一篇博文。见：xacc.wordpress.com/2011/02/22/gc-suppressfinalize（也见 cmets）
有趣，但如果 Console.WriteLine 从终结器中删除，代码仍然会失败。

标签： c# garbage-collection finalizer

【解决方案1】：

GC 何时工作并尝试回收内存是不确定的。

如果您在 big1 = null 之后添加此行。但是，您应该小心强制 GC 收集。除非您知道自己在做什么，否则不建议这样做。

GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();

Best Practice for Forcing Garbage Collection in C#

When should I use GC.SuppressFinalize()?

Garbage collection in .NET (generations)

【讨论】：

我知道这是不好的做法，它只是一个演示应用程序来演示问题。问题是，为什么垃圾收集器在抛出异常之前不运行终结器和释放内存（这将允许进行分配）？
@SeanReid stackoverflow.com/questions/10016541/… 这个。现在应该很明显为什么 GC 从未自动发生。您只是在 LOH 上创建对象（请记住，int 类型，您使用它们的方式，是在堆栈上分配的，不必收集）。您永远不会填满第 0 代，因此永远不会发生 GC。
问题是，GC 确实运行了，并且释放对象的终结器也运行。（注意应用程序是 32 位的，以确保我们在 2Gb 时耗尽内存，而不是开始分页内存）。问题是 GC 需要运行两次，一次运行终结器，另一次实际释放内存。
GC 需要运行两次是没有析构函数（终结器）的主要原因之一。

【解决方案2】：

我猜是因为垃圾回收期间终结器执行的时间是未定义的。不能保证在任何特定时间释放资源（除非调用 Close 方法或 Dispose 方法。），终结器的运行顺序也是随机的，因此您可以让另一个对象上的终结器等待，而您的对象等待那个.

【讨论】：