垃圾回收无法回收BitmapImage？

Question

我有一个创建大量BitmapImages（例如25000）的应用程序（WPF）。似乎框架使用一些内部逻辑，因此在创建后会消耗约300 MB的内存（150虚拟和150物理）。这些BitmapImages添加到Image对象中，然后添加到Canvas中。问题是当我释放所有这些图像时，内存并没有被释放。我该如何释放内存？

这个应用程序很简单： Xaml

    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="*"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Canvas x:Name="canvas" Grid.ColumnSpan="2"></Canvas>
        <Button Content="Add" Grid.Row="1" Click="Button_Click"/>
        <Button Content="Remove" Grid.Row="1" Grid.Column="1" Click="Remove_click"/>
    </Grid>

代码后台

        const int size = 25000;
        BitmapImage[] bimages = new BitmapImage[size];
        private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            var paths = Directory.GetFiles(@"C:\Images", "*.jpg");
            for (int i = 0; i < size; i++)
            {
                bimages[i] = new BitmapImage(new Uri(paths[i % paths.Length]));
                var image = new Image();
                image.Source = bimages[i];
                canvas.Children.Add(image);
                Canvas.SetLeft(image, i*10);
                Canvas.SetTop(image, i * 10);
            }
        }

        private void Remove_click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < size; i++)
            {
                bimages[i] = null;
            }
            canvas.Children.Clear();
            bimages = null;
            GC.Collect();
            GC.Collect();
            GC.Collect();
        }

这是在添加图片后的ResourceManager的屏幕截图：

- Blablablaster

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消耗了约300MB的内存（150虚拟和150物理），这完全是错误的。请仔细阅读有关内存的资料。 - leppie

不要使用GC.Collect()，而是使用Bitmap.Dispose()。 - Steve B

你在那里调用 GC 是没有任何作用的。假设 BitmapImage 对象没有未解除引用的根引用，当 CLR 需要时，它将回收内存。 - MoonKnight

@Steve B WPF的BitmapImage没有Dispose方法。 - MoonKnight

抱歉，我对System.Drawing.Bitmap类感到困惑。 - Steve B

Answer 1

在Wpf中存在一个bug，我们曾被其困扰过。如果不将BitmapImage对象冻结，它们就不会被释放。我们在https://www.jawahar.tech/home/finding-memory-leaks-in-wpf-based-applications上发现了这个问题。虽然该问题应该已经在Wpf 3.5 sp1中得到解决，但在某些情况下我们仍能看到它。尝试按以下方式更改您的代码以查看是否存在此问题:

bimages[i] = new BitmapImage(new Uri(paths[i % paths.Length]));
bimages[i].Freeze();

我们现在经常会冻结我们的BitmapImage对象，因为我们在分析器中看到了其他实例，Wpf正在监听BitmapImage上的事件，从而使图像保持活动状态。如果调用Freeze()不是您代码的明显修复方法，我强烈建议使用诸如RedGate Memory Profiler之类的分析器 - 它将跟踪依赖关系树，以显示是什么使得您的Image对象保持在内存中。

- fubaar

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已编辑上面的内容，包括原始URL和Profiler建议，如果Freeze()不是明显的修复方法。 - fubaar

请问在你的情况下，Freeze()调用是否解决了问题？ - fubaar

+1 感谢链接更新。在我看来，这很可能是最接近的故障，并值得调查。 - Adam Houldsworth

@fubaar 不，应用程序在调用BitmapImages的冻结上并没有受益。 - Blablablaster

@fubaar，链接现在已经失效。 - Graviton

@Graviton 更新了帖子，并附上了博客作者新页面的链接。 - fubaar

Answer 2

我的做法是：

1. 将Image控件的ImageSource设置为null
2. 在从UI中移除包含Image的控件之前运行UpdateLayout()。
3. 确保在创建BitmapImage时冻结它，并且没有对用作ImageSources的BitmapImage对象进行非弱引用。

每个Image的清理方法最终变得如此简单：

img.Source = null;
UpdateLayout();

通过实验，我发现可以通过保留一个列表并在其中添加指向每个创建的BitmapImage的WeakReference()对象，然后在它们应该被清除之后检查WeakReferences上的IsAlive字段来确认它们是否已经被清除。

因此，我的BitmapImage创建方法如下：

var bi = new BitmapImage();
using (var fs = new FileStream(pic, FileMode.Open))
{
    bi.BeginInit();
    bi.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
    bi.StreamSource = fs;
    bi.EndInit();
}
bi.Freeze();
weakreflist.Add(new WeakReference(bi));
return bi;

- ivanatpr

Answer 3

我跟随AAAA的答案。导致内存占用过多的原始代码如下：

if (overlay != null) overlay.Dispose();
overlay = new Bitmap(backDrop);
Graphics g = Graphics.FromImage(overlay);

插入AAAA的代码块，C#中添加“using System.Threading;”，VB中添加“Imports System.Threading”：

if (overlay != null) overlay.Dispose();
//--------------------------------------------- code given by AAAA
Thread t = new Thread(new ThreadStart(delegate
{
    Thread.Sleep(500);
    GC.Collect();
}));
t.Start();
//-------------------------------------------- \code given by AAAA
overlay = new Bitmap(backDrop);
Graphics g = Graphics.FromImage(overlay);

现在重复循环该块可以保持稳定且低内存占用。此代码使用Visual Studio 2015 Community可行。

- user3674642

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这个答案是针对WPF还是Winforms的？我认为WPF应用程序通常不使用(GDI) Graphics 和 Bitmap 类。 - jrh

Answer 4

这仍然是一个数组

BitmapImage[] bimages = new BitmapImage[size];

数组是连续的固定长度数据结构，一旦为整个数组分配了内存，就无法回收其中的部分。尝试使用其他数据结构（如LinkedList<T>）或其他更适合您情况的数据结构。

- oleksii

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该数组的大小为size乘以指针大小，但是这并没有考虑指向的对象所占用的堆空间。根据上面的示例，这些对象都已被删除和取消引用。因此，尽管该语句准确无误，但它无法解释为什么在垃圾回收后内存使用量不会改变。 - Adam Houldsworth

@AdamHouldsworth 数组由变量bimages引用，存储在本地变量堆栈中。当方法退出时，此局部变量将超出范围，这意味着没有任何东西可以引用内存堆上的数组。然后，孤立的数组就有资格被GC回收。但是，此集合可能不会立即发生，因为CLR决定是否进行收集取决于许多因素（可用内存，当前内存分配等）。这意味着在垃圾回收之前需要花费不确定的时间。 - MoonKnight

以上包括显式的“手动”调用GC。在这种情况下调用GC永远不会保证立即回收... - MoonKnight

@Killercam 显式调用将始终捕获指定代的可用项（如果未指定，则为所有项）。如果变量不再使用或手动设置为“null”，CLR实际上甚至可以在方法退出之前使本地变量成为可用，但这是一种优化，不应依赖。 - Adam Houldsworth

@Killercam 是的，我对这个问题的最佳猜测是，尽管所有项都看起来已完全取消引用，但仍然存在一些隐秘的问题。也许某个项在WPF引擎的某个地方保留了一个引用。 - Adam Houldsworth

Answer 5

我只是在讲述我关于回收BitmapImage内存的经验。我使用.Net Framework 4.5。
我创建了一个简单的WPF应用程序并加载了一个大型图像文件。我尝试使用以下代码从内存中清除图像：

private void ButtonImageRemove_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {

        image1.Source = null;
        GC.Collect();
    }

但是它并没有起作用。我尝试了其他解决方案，但是没有得到答案。经过几天的努力，我发现如果我按两次按钮，GC会释放内存。然后我只需编写这段代码，在单击按钮后几秒钟调用GC收集器即可。

private void ButtonImageRemove_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {

        image1.Source = null;
        System.Threading.Thread thread = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(delegate
        {
            System.Threading.Thread.Sleep(500);
            GC.Collect();
        }));
        thread.Start();

    }

这段代码只在DotNetFr 4.5中进行了测试。如果您使用较低版本的.Net Framework，则可能需要冻结BitmapImage对象。
编辑
除非布局得到更新，否则此代码无法工作。我的意思是，如果父控件被移除，GC无法回收它。

- Ali Fattahian