未收集循环变量

Question

我有一个循环变量，尽管已经超出范围，但似乎没有被垃圾收集（根据 Red--Gate ANTS 内存分析器）。

代码如下所示：

while (true)
{
    var item = blockingQueue.dequeue(); // blocks until an item is added to blockingQueue
    // do something with item
}

据我所知，在blockingQueue.dequeue() 返回之前，对item 的引用仍然存在。这是预期的行为，还是内存分析器中的错误？

其次，如果这是预期行为，我将如何强制 item 在循环体的末尾收集？将其设置为null 似乎不会导致它被收集。这很重要，因为队列可能会阻塞很长时间，并且item 引用了一个相当大的对象树。

注意，分析器的文档说，在拍摄内存快照之前执行 GC，并且引用不在终结器队列中。

我能够使用代码here 重现同样的问题。

更新

gist 中的代码略有缺陷，因为它合法地保留了 GetFoo() 中的引用。更改它后，对象确实现在在明确设置为null 时被收集。但是，我相信 Hans 的回答解释了我在实际代码中看到的情况。

Answer 1

抖动优化器可能是此问题的根源。这是一个例子：

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        while (true) {
            var input = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine(input);
            input = null;
        }
    }
}

生成此机器码：

            while (true) {
                var input = Console.ReadLine();
00000000  push        ebp                    ; setup stack
00000001  mov         ebp,esp 
00000003  push        esi  
00000004  call        6E0208F0               ; Console.In property getter
00000009  mov         ecx,eax 
0000000b  mov         eax,dword ptr [ecx] 
0000000d  call        dword ptr [eax+64h]    ; TextReader.ReadLine()
00000010  mov         esi,eax                ; assign input variable
                Console.WriteLine(input);
00000012  call        6DB7BE38               ; Console.Out property getter
00000017  mov         ecx,eax
00000019  mov         edx,esi
0000001b  mov         eax,dword ptr [ecx] 
0000001d  call        dword ptr [eax+000000D8h] ; TextWriter.WriteLine()
00000023  jmp         00000004               ; repeat, note the missing null assigment

esi 寄存器存储 input 变量。请注意它是如何永远不会设置回 null 的，它始终存储对最后输入的字符串的引用。优化器已删除空赋值语句。垃圾收集器从抖动中获得生命周期提示，它会说引用在循环期间是有效的。

问题发生在第二遍和后续遍中，当您从不输入内容时，ReadLine() 将阻塞（类似于您的阻塞队列）并且 esi 寄存器值继续引用该字符串。在循环期间，它永远不会被垃圾回收，至少在它被重新分配之前是这样。

对此没有干净的解决方法。这是一个丑陋的：

    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static void NullReference<T>(ref T obj) where T : class {
        obj = null;
    }

并使用：

        while (true) {
            var input = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine(input);
            NullReference(ref input);
        }

Answer 2

直到Dequeue被调用，那么item的值还没有被覆盖并且还在使用中对吗？您能做的最好的事情就是将其设置为 null，即调用 GC.Collect()，但不能保证收集该变量，也无法强制收集它，所以何必呢？

Answer 3

while (true)
{
    {
        var item = blockingQueue.dequeue(); // blocks until an item is added to blockingQueue
        // do something with item
    }
    // do others that might be blocking for a long time
}

我怀疑将它封闭在一个块中可能会起作用。如果是一次性的，你可以

while (true)
{
    using (var item = blockingQueue.dequeue(); 
    {
        // do something with item
    }
    // do others that might be blocking for a long time
}

我可能误解了你，但这里有另一种处理另一种情况的可能性：

while (true)
{
    var item = null;
    item = blockingQueue.dequeue(); // blocks until an item is added to blockingQueue
    // do something with item
    item = null;
}

Answer 4

如果您完成了该项目，您可以在循环主体的末尾释放对它的引用：

item = null;

就垃圾回收而言，无论项目有多大，如果没有其他对它的引用并且垃圾回收器还没有回收它，那么垃圾回收器认为它还不需要被回收。

让垃圾收集器完成它的工作。它会在适当的时候收集东西，而且它会高效地收集东西，权衡内存和时间。

Answer 5

我认为问题在于item 在循环结束之前永远不会超出范围。 GC 不够聪明，无法识别item 中的值在被覆盖之前不会被使用，因此无法收集。

完成后将其设置为null 将删除最后一个引用并允许收集您的对象。

Answer 6

以下两个代码片段产生相同的 il：

int i = 0;
System.Object x;
while(i < 100){
    x = new System.Object();
    System.Console.WriteLine(x.ToString());
    i++;
}

现在尝试依赖词法作用域来释放 x 中的本地引用：

int i = 0;
while(i < 100){
    System.Object x = new System.Object();
    System.Console.WriteLine(x.ToString());
    i++;
}

两种情况下的结果是相同的。当循环的迭代结束时，持有名为 x 的 ref 的本地不会为空。即使我们未能分支到循环的开头，本地也从不设置为空。相反，当机会出现时，编译器会重用这个局部变量槽。

如果您将 x 显式设置为 null，即使您启用了优化标志，编译器也会发出 il 以将本地设置为 null。如果这被优化了，它会发生在 JIT 而不是静态编译器中。