理解.NET的垃圾回收和内存溢出异常

Question

我正在解决一个在我的.NET 2.0 Windows服务应用程序中出现的OutOfMemory异常。为了更好地理解问题，我首先编写了一个简单的.NET WinForm测试应用程序，通过构建一个ArrayList直到抛出OutOfMemory异常来生成一个OOM异常。异常被捕获并记录下来，我可以点击表单按钮再次运行OOME。我发现奇怪的事情是，在第四次运行之前消耗的内存大约减少了一半。每次运行时列出的结果都是一致的。眼观TaskManager也确认了这种行为。不幸的是，在尝试获取更好的统计数据时，Perfmon冻结了。有人能解释一下为什么在3次运行后内存限制会降低吗？我对GC的理解还比较浅显。你还可以看到我在几次运行后运行了GC.Collect()，但它没有帮助降低限制。

更新：我还发现使用const字符串与为每个arraylist项创建一个新对象之间存在很大的差异。代码非常简单：

const string TEST_TEXT = "xxxxxxxxxx";
ArrayList list = new ArrayList();
while (true)
{
    list.Add(TEST_TEXT);
}

---

开始循环：内存 10,350,592

• 抛出OOM异常
• 数组大小：134,217,728

结束循环：内存550,408,192

开始循环：内存 550,731,776

• 抛出OOM异常
• 数组大小：134,217,728

结束循环：内存 551,682,048

开始循环：内存 551,813,120

• 抛出OOM异常
• 数组大小：134,217,728

结束循环：内存 551,772,160

开始循环：内存 551,903,232

• 抛出OOM异常
• 数组大小：67,108,864

结束循环：内存282,869,760

开始循环：内存 283,004,928

• 抛出OOM异常
• 数组大小：67,108,864

结束循环：内存 282,910,720

手动触发GC.Collect

开始循环：内存14,245,888

• 抛出OOM异常
• 数组大小：67,108,864

结束循环：内存283,344,896

- HH.

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你的测试程序具体是做什么的？它如何“构建一个数组”？ - jalf

请发布您的代码。 - Michael Petrotta

请参见上面的代码示例。 - HH.

类似这样的字符串字面量是国际化的。每次添加到您的 ArrayList 中，只会创建对同一块内存的新引用（此外，在 .Net 2.0 及更高版本中，ArrayList 是邪恶的：不要使用它）。 - Joel Coehoorn

只是好奇为什么在2.0+中ArrayList被认为是邪恶的，相比使用通用等效物？ - HH.

Answer 1

以下是几点内容，希望综合考虑后能为您解答问题：

• 尽管名称如此，内存不足异常同样可能意味着你的地址空间已满，而非实际物理内存。
• GC.Collect并未收集所有未使用内存。.Net中垃圾回收是非确定性的，这意味着无法强制运行时清除所有内存。
• .Net中的垃圾收集器是分代的，这意味着当一个对象经过收集后，它会被移到更高一代，使得它更不可能被收集。
• 在抛出OutOfMemory异常时，您的数组可能已经经历了几次收集尝试，甚至已经移动到了大对象堆。
• 数组大小是固定的。要向数组添加新元素，必须完全重新分配数组。（使用类似列表的结构可能会获得更好的测试结果）。

- Joel Coehoorn

Answer 2

由于您正在构建数组，我假设您正在为每个运行构建一个大数组。如果是这种情况，它将存储在大对象堆（因为它将大于85000字节）。 LOH不像分代堆一样被压缩，所以您看到的大小降低可能是由于堆碎片化引起的。

- Brian Rasmussen

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现在很少有理由使用ArrayList，但在这种情况下并没有什么区别，因为ArrayList也在内部使用数组。 - Brian Rasmussen