是否会收集 MakeGenericType / 泛型类型垃圾？

Question

众所周知，在 .NET 中类型不会被垃圾收集，这意味着如果您正在使用 f.ex。 Reflection.Emit，你必须小心卸载 AppDomains 等等......至少我以前是这样理解事情是如何工作的。

这让我想知道泛型类型是否被垃圾收集，更准确地说：使用MakeGenericType 创建的泛型，比方说...例如基于用户输入。 :-)

于是我构建了以下测试用例：

public interface IRecursiveClass
{
    int Calculate();
}

public class RecursiveClass1<T> : IRecursiveClass 
                                  where T : IRecursiveClass,new()
{
    public int Calculate()
    {
        return new T().Calculate() + 1;
    }
}
public class RecursiveClass2<T> : IRecursiveClass
                                  where T : IRecursiveClass,new()
{
    public int Calculate()
    {
        return new T().Calculate() + 2;
    }
}

public class TailClass : IRecursiveClass
{
    public int Calculate()
    {
        return 0;
    }
}

class RecursiveGenericsTest
{
    public static int CalculateFromUserInput(string str)
    {
        Type tail = typeof(TailClass);
        foreach (char c in str)
        {
            if (c == 0)
            {
                tail = typeof(RecursiveClass1<>).MakeGenericType(tail);
            }
            else
            {
                tail = typeof(RecursiveClass2<>).MakeGenericType(tail);
            }
        }
        IRecursiveClass cl = (IRecursiveClass)Activator.CreateInstance(tail);
        return cl.Calculate();
    }

    static long MemoryUsage
    {
        get
        {
            GC.Collect(GC.MaxGeneration);
            GC.WaitForFullGCComplete();
            return GC.GetTotalMemory(true);
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        long start = MemoryUsage;

        int total = 0;
        for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int j = i;
            for (int k = 0; k < 20; ++k) // fix the recursion depth
            {
                if ((j & 1) == 1)
                {
                    sb.Append('1');
                }
                else
                {
                    sb.Append('0');
                }
                j >>= 1;
            }

            total += CalculateFromUserInput(sb.ToString());

            if ((i % 10000) == 0)
            {
                Console.WriteLine("Current memory usage @ {0}: {1}", 
                                  i, MemoryUsage - start);
            }
        }

        Console.WriteLine("Done and the total is {0}", total);
        Console.WriteLine("Current memory usage: {0}", MemoryUsage - start);

        Console.ReadLine();
    }
}

如您所见，泛型类型被定义为“可能递归”，并带有一个标记递归结束的“尾”类。为了确保GC.TotalMemoryUsage 没有作弊，我还打开了任务管理器。

到目前为止一切顺利。接下来我做的就是启动这个野兽，而我正在等待“内存不足”......我注意到它 - 与我的预期相反 - 没有随着时间的推移消耗更多的内存。事实上，它在时间上显示了内存消耗的轻微下降。

有人可以解释一下吗？泛型类型实际上是由 GC 收集的吗？如果是这样......是否还有 Reflection.Emit 垃圾收集的案例？

Answer 1

与代码共享或代码不共享无关，每次 MakeGenericType 尝试都会为元数据创建新的内部 CLR 类，这将消耗内存。类型对象直接在 CLR 代码中创建（而不是在托管代码中），每个类型对象只存在一个实例，因此您可以比较它们的引用相等性。 CLR 本身持有对它的引用，因此它们不能被 GC'ed 但在我的测试中我确认 GC 可以移动它们。

编辑： CLR 持有的引用可能是弱引用，所以在挖掘 RuntimeTypeHandle.cs 源代码后我看到了

internal bool IsCollectible()
{
    return RuntimeTypeHandle.IsCollectible(GetTypeHandleInternal());
}

考虑到 Eric Lippert，这很可能是错误的

Answer 2

回答你的第一个问题：

不收集类型的通用构造。

但是，如果您构造C<string> 和C<object>，CLR 实际上只为方法生成代码一次；由于对字符串的引用和对对象的引用保证大小相同，因此可以安全地这样做。这很聪明。但是，如果您构造 C<int> 和 C<double>，则方法的代码会生成两次，每次构造一次。 （假设方法的代码当然是生成的；方法是按需jitting的；这就是为什么它被称为jitting的原因。）

为了证明不收集泛型类型，而是创建一个泛型类型

class C<T> { public static readonly T Big = new T[10000]; }

C<object> 和C<string> 共享为方法生成的任何代码，但每个都有自己的静态字段，这些字段将永远存在。你构造的类型越多，那些大数组就会填满更多的内存。

现在您知道为什么无法收集这些类型了；我们无法知道将来是否有人会尝试访问其中一个数组的成员。由于我们不知道最后一次访问数组的时间，它们必须永远存在，因此包含它的类型也必须永远存在。

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回答您的第二个问题：有没有办法制作收集的动态发出的程序集？

是的。文档在这里：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd554932.aspx