Raspberry Pi 恒温器上的 C# 内存泄漏

Question

我不确定我在这里做错了什么。虽然我对 C# 并不陌生，但我从未使用它来访问 GPIO，也没有部署到 Linux。

它在 Raspberry Pi 3 B+ 上运行，使用 dotnet 6.0。启动时，它使用了近 200MB 的虚拟内存，其中 71 个是私有的。它运行了一天多一点并崩溃。我已经查看了内存泄漏的主要原因，并试图一遍又一遍地优化它，它的大小仍在增长，直到它出现 OOM 错误。看起来很简单，但它每 4-5 分钟增长约 1 MB。

在我的 Main() 函数中，我有这个：

while (true) {
    var TH = new TempHumidity();
    TH.RefreshSensorData();
    TH = null;
    Thread.Sleep(500);
    counter++;
    if (counter == 10) {
        GC.Collect();
        counter = 0;
    }
}

这是它正在调用的函数。我曾经将它作为公共静态，然后转移到私有。我意识到我可以减慢 while 循环的速度，但泄漏发生的速度越快，调试起来就越容易。理想情况下，这将能够无限期地运行，因此任何泄漏最终都会对我的宠物造成致命伤害。

using System;
using System.Collections.Generic;
using Iot.Device.DHTxx;

namespace TempControl
{
    public class TempHumidity
    {
        public static List<Sensor> SensorData = new List<Sensor>();
        public  void RefreshSensorData()
        {
            int[] pins = new int[] { 10, 9, 11, 5, 6, 13, 19, 26 };
            var TH = new TempHumidity();
            foreach (var pin in pins)
            {
                try
                {
                    TH.GetPinData( pin);

                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine(e);
                }
            }
            
        }
        private  void GetPinData(int pin) {
            using (Dht11 dht = new Dht11(pin))
            {
                double testVal = dht.Temperature.DegreesFahrenheit;
                if (dht.IsLastReadSuccessful)
                {

                    bool foundMatch = false;
                    foreach (var sensor in SensorData)
                    {
                        if (pin == sensor.pin)
                        {
                            foundMatch = true;
                            sensor.humidity = dht.Humidity.Percent;
                            sensor.temperature = dht.Temperature.DegreesFahrenheit;
                            if (sensor.maxTemp < dht.Temperature.DegreesFahrenheit)
                            {
                                sensor.maxTemp = dht.Temperature.DegreesFahrenheit;
                            }
                            if (sensor.minTemp > dht.Temperature.DegreesFahrenheit)
                            {
                                sensor.minTemp = dht.Temperature.DegreesFahrenheit;
                            }
                            if (sensor.maxHumidity < dht.Humidity.Percent)
                            {
                                sensor.maxHumidity = dht.Humidity.Percent;
                            }
                            if (sensor.minHumidity > dht.Humidity.Percent)
                            {
                                sensor.minHumidity = dht.Humidity.Percent;
                            }
                            sensor.last_updated = DateTime.Now;
                            sensor.reading_good = true;
                        }
                    }
                    if (foundMatch == false)
                    {
                        Sensor currentSensor = new Sensor();
                        currentSensor.pin = pin;
                        currentSensor.temperature = dht.Temperature.DegreesFahrenheit;
                        currentSensor.humidity = dht.Humidity.Percent;
                        SensorData.Add(currentSensor);
                        currentSensor = null;
                    }

                }
                else
                {
                    foreach (var sensor in SensorData)
                    {
                        if (pin == sensor.pin)
                        {
                            var TimeNow = DateTime.Now;
                            int diff = Convert.ToInt32(TimeNow.Subtract(sensor.last_updated).TotalSeconds);
                            if (diff > 3)
                            {
                                sensor.reading_good = false;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

        public class Sensor
        {
            public string id { get; set; }
            public int pin { get; set; }
            public double temperature { get; set; }
            public double humidity { get; set; }
            public DateTime last_updated;
            public DateTime last_reported;
            public double minTemp = 200;
            public double minHumidity = 200;
            public double maxTemp = 0;
            public double maxHumidity = 0;
            public bool reading_good = false;
            public bool relay_on = false;
        }

        public class SensorList
        {
            public List<Sensor> data { get; set; }
        }
    }
}

我几乎禁用了所有其他代码执行区域，这实际上只是基于这些读数的继电器控制。我不确定我的问题是使用了一个有内存泄漏的坏包，还是我没有正确地做事。

Answer 1

在您发布的代码中，您有

public static List<SensorList> SensorData = new List<SensorList>();

并使用以下语句继续添加值：

SensorData.Add(currentSensor);

静态字段在程序的整个生命周期内都存在，并且不会被垃圾回收 - 除非您在某个时候将其设置为 null（但没有发布此类代码）。

没有必要每 500 毫秒重新创建一个类的实例 - 使用相同的实例。请尝试以下操作：

以下使用 .NET 5（控制台）项目：

注意：不确定这是否是您使用的 NuGet 包，但为了能够编译，我下载/安装了 NuGet 包：nanoFramework.Iot.Device.Dhtxx

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using Iot.Device.DHTxx;

namespace TempControl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //create new instance
            TempHumidity TH = new TempHumidity();

            while (true)
            {
                TH.RefreshSensorData();
                System.Threading.Thread.Sleep(500);
            }
        }
    }
}

TempControl.cs：

using System.Collections.Generic;
using Iot.Device.DHTxx;
using System.Diagnostics;

namespace TempControl
{
    public class TempHumidity
    {
        //ToDo: replace the following statement with the desired variable declaration
        public SensorList SensorData { get; set; } = new SensorList();

        private int[] pins = new int[] { 10, 9, 11, 5, 6, 13, 19, 26 };

        public void RefreshSensorData()
        {
            //ToDo: the statement below to clear the data from the list may need to be modified
            //clear existing data
            SensorData.data.Clear();

            foreach (var pin in pins)
            {
                try
                {
                    GetPinData(pin);
                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine(e);
                    throw; //re-throw exception
                }
            }
        }

        private void GetPinData(int pin)
        {
            using (Dht11 dht = new Dht11(pin))
            {
                // ToDo: add additional code
                //     ...
            }
        }
    }
}

资源：

• Fundamentals of garbage collection
• Non static class with static fields
• Q&A: Should I Set Variables to Null to Assist Garbage Collection?