为什么当物理内存使用率超过95%时，.NET不会将未使用的内存释放回操作系统？

Question

我们正在测试一个4进程的WCF IIS应用程序（x3版本），以了解其内存稳定性（泄漏），方法是每隔约1秒钟像负载均衡器一样对其进行ping。如果服务器上没有运行其他内容，则它可以正常运行超过12小时。

但是，如果我们故意减少可用总内存（固定页面，减少物理内存，启动其他应用程序）并将物理内存使用率推到97％并保持5分钟或更长时间，通常Windows会感知到这种情况并关闭其中一个进程。请注意，如果使用固定页面文件将总内存推到97％，它也会失败。

然而，使用RedGate工具分析幸存进程之一的内存占用情况如下：

由于请求只是一个稳定的ping，当服务器处于饱和状态时，似乎没有实际理由让.NET保留269MB的空闲内存。大约50%的IIS进程似乎处于这种状态(~1.8GB)。

该应用程序编译为.NET 4.0，gcServer设置为true。IIS网关检查设置为0%(minFreeMemoryPercentageToActivateService="0")，尽管在生产中我们可能会将其设置为2%。

服务器是2008 R2，物理内存约为4GB，固定页面为4GB，经过4.0和4.5.1测试(无关紧要)。

有一个类似问题的答案@atanamir声称:

“.NET将在物理内存不足时将其堆释放回操作系统。”

有人知道这个声明的任何参考吗？它可能是特定版本的吗？

参考资料：

• .NET免费内存使用（如何防止过度分配/释放内存到操作系统）
• 由.NET进程分配的内存何时释放回Windows

- crokusek

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我们后来在gcTrimCommitOnLowMemory上找到了这个链接。我们在aspnet.config、machine.config和system web.config中尝试了它。在system web.config中似乎有一些效果，但是当所有进程应该接近相同时，在95%的提交区域仍然有一些进程使用了2倍于其他进程的内存，并且似乎放弃了修剪。 - crokusek

Answer 1

这并不完全回答了你提出的问题（为什么），但它应该是实现你想要做的事情的一种方法。

.NET Framework 4.5有一些新特性- source

一旦站点运行，垃圾收集器（GC）堆的使用可能成为其内存消耗的重要因素。像任何垃圾收集器一样，.NET Framework GC在CPU时间（收集频率和重要性）和内存消耗（用于新对象、释放或可释放对象的额外空间）之间进行权衡。对于以前的版本，我们提供了如何配置GC以实现正确平衡的指导。 对于.NET Framework 4.5，不再提供多个独立设置，而是提供了一个工作负载定义的配置设置，可以启用所有先前推荐的GC设置以及提供额外性能的新调整，以适应每个站点的工作集。例如，无需设置gcServer、gcConcurrent等。

此外here他们声明：

调整GC以适应高密度Web托管：GC会影响网站的内存消耗，但可以进行调整以实现更好的性能。您可以调整或配置GC以获得更好的CPU性能（降低收集频率）或更低的内存消耗（即更频繁的收集以更快地释放内存），从而实现每个站点更小的内存消耗（工作集）。为了启用GC内存调整，请将以下设置添加到Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\aspnet.config文件和Windows\Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319\aspnet.config文件中：

<configuration>
<!-- ... -->
<runtime>
<performanceScenario value="HighDensityWebHosting"  />
<!-- ... -->  

基本上，根据我所做的测试，我发现它会消耗更多的CPU，更少的内存，并使GC在清理和释放内存过程方面更加积极。 我们在我们的基础设施（IIS 7.5，新的4.5框架）中测试了这个设置，结果令人印象深刻。高内存使用导致的内存不足异常不再是问题。

希望这有所帮助。

- Cedricc

Answer 2

atanamir提供的信息可以在MSDN页面上找到。

垃圾回收会在以下情况下发生：

系统物理内存不足。

托管堆上分配对象使用的内存超过可接受的阈值。此阈值会随着进程运行而不断调整。

调用GC.Collect方法。在几乎所有情况下，您不需要调用此方法，因为垃圾回收器会持续运行。此方法主要用于特殊情况和测试。

- itsme86

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垃圾回收真的等同于“释放回操作系统”吗？ - crokusek

@crokusek 是的，你有看我为你提供的那个页面吗？如果有的话，你会看到这一段（重点是我的）：垃圾收集器还会根据需要保留段，并通过调用Win32 VirtualFree函数将（已清除任何对象的）段释放回操作系统。 - itsme86

不，我跳过了链接，认为答案中引用了相关部分。您的评论很有帮助，而且我没有给您点“踩”。然而，问题标题是关于为什么“释放段回到操作系统”没有按照广告所说的那样发生。 - crokusek

@itsme86 你写道：“垃圾回收器还会根据需要保留内存段，并将内存段释放回操作系统” - 这是过于简化了：在 x64 上，.NET CLR 内存段的大小为 2GB，因此 .NET CLR 必须确信整个 2GB 的内存段不再被使用，才会将其释放回操作系统。当然，未使用的内存页面（页面通常为 4KB 或 2MB）最终也会被操作系统 _分页_，即使没有 CLR 通知 Windows 页面或段的使用情况。 - Dai