有人可以解释垃圾收集器的行为吗？

Question

我正在玩C#中的垃圾收集器(或者更确切地说是CLR？)试图更好地理解C#中的内存管理.

我制作了一个小样本程序,将三个较大的文件读入byte[]缓冲区.我想看看,如果

• 我实际上需要做任何事情来处理内存效率
• byte[]在当前迭代结束后将其设置为null 时,它会产生任何影响
• 最后,如果通过强制垃圾收集它会有所帮助 GC.Collect()

免责声明:我使用Windows任务管理器测量内存消耗并将其四舍五入.我尝试了好几次,但总的来说还是差不多.

这是我的简单示例程序:

static void Main(string[] args)
{
    Loop();
}

private static void Loop()
{
    var list = new List<string> 
    { 
        @"C:\Users\Public\Music\Sample Music\Amanda.wma",       // Size: 4.75 MB
        @"C:\Users\Public\Music\Sample Music\Despertar.wma",    // Size: 5.92 MB
        @"C:\Users\Public\Music\Sample Music\Distance.wma",     // Size: 6.31 MB
    };

    Console.WriteLine("before loop");
    Console.ReadLine();

    foreach (string pathname in list)
    {
        // ... code here ...

        Console.WriteLine("in loop");
        Console.ReadLine();
    }

    Console.WriteLine(GC.CollectionCount(1));
    Console.WriteLine("end loop");
    Console.ReadLine();
}

对于每个测试,我只更改了foreach循环的内容.然后我运行程序,每次Console.ReadLine()停止并检查Windows任务管理器中进程的内存使用情况.我记下了已用过的内存,然后继续程序返回(我知道断点;)).在循环结束后,我写信GC.CollectionCount(1)给控制台,以便了解GC的频率是多少.

结果

---

测试1:

foreach ( ... )
{
    byte[] buffer = File.ReadAllBytes(pathname);

    Console.WriteLine ...
}

结果(使用的内存):

before loop:   9.000 K 
1. iteration: 13.000 K
2. iteration: 19.000 K
3. iteration: 25.000 K
after loop:   25.000 K
GC.CollectionCount(1): 2

---

测试2:

foreach ( ... )
{
    byte[] buffer = File.ReadAllBytes(pathname);
    buffer = null;

    Console.WriteLine ...
}

结果(使用的内存):

before loop:   9.000 K 
1. iteration: 13.000 K
2. iteration: 14.000 K
3. iteration: 15.000 K
after loop:   15.000 K
GC.CollectionCount(1): 2

---

测试3:

foreach ( ... )
{
    byte[] buffer = File.ReadAllBytes(pathname);
    buffer = null;
    GC.Collect();

    Console.WriteLine ...
}

结果(使用的内存):

before loop:   9.000 K 
1. iteration:  8.500 K
2. iteration:  8.600 K
3. iteration:  8.600 K
after loop:    8.600 K
GC.CollectionCount(1): 3

---

我不明白的是:

• 在测试1中,内存随着每次迭代而增加.因此我想在循环结束时不释放内存.但是GC仍然说它收集了2次(GC.CollectionCount).怎么会这样？
• 在测试2中,它显然有助于buffer设置null.内存低于测试2.但为什么GC.CollectionCount输出2而不是3？为什么内存使用率不如测试3中的低？
• 测试3使用最少的内存.我会说是这样的,因为1.对内存的引用被删除(buffer设置为null),因此当通过GC.Collect()它调用垃圾收集器时可以释放内存.看起来很清楚.

如果有经验丰富的人可以对上述一些观点有所了解,那对我来说真的很有帮助.相当有趣的主题imho.

Answer 1

看看你正在将整个WMA文件读入一个数组,我会说这些数组对象是在大对象堆中分配的.这是一个单独的堆,它以更多malloc类型的方式进行管理(因为压缩垃圾收集在处理大型对象时效率不高).

大对象堆中的空间根据不同的规则收集,并且不计入主要生成计数,并且即使存储器,您也不会看到测试1和2之间的集合数量的差异正在被重用(所有被收集的是Array对象,而不是底层字节).在测试3中,每次循环都会强制收集一个集合 - 大对象堆被包含在其中,因此进程的内存使用量不会增加.