垃圾收集器不会回收使用using创建的对象

Question

我想测试对象引用是否不正确，并编写了一个总是失败的测试。我将测试简化为以下行为：

    [Test]
    public void ScopesAreNotLeaking()
    {
        WeakReference weakRef;
        Stub scope = null;
        using (scope = new Stub())
        {
            weakRef = new WeakReference(scope);
        }
        scope = null;
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Assert.That(weakRef.Target, Is.Null);
    }

然而，这个测试用例在不使用该功能的情况下也能通过：

    [Test]
    public void ScopesAreNotLeaking()
    {
        WeakReference weakRef;
        Stub scope = new Stub();
        weakRef = new WeakReference(scope);
        scope = null;
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Assert.That(weakRef.Target, Is.Null);
    }

使用的存根类足够简单：

class Stub : IDisposable
{
    public void Dispose()  {}
}

有人能解释一下这种行为吗，或者更好的是，有什么办法可以确保该对象被垃圾收集?

附注：如果之前已经有类似的问题，请见谅。我只查看了标题中包含使用的那些问题。

- MZywitza

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我怀疑在using语句中引入了一个本地变量。使用ildasm查看函数中对该对象的所有引用是否在调用GC.Collect之前真正清除。还可以尝试将using位放在一个单独的函数中，该函数返回弱引用。 - Sven

@Sven：你做对了，将using语句放在单独的方法中可以让测试通过。现在，如果你写一个答案，我就可以标记它了... - MZywitza

谢谢，我将我的评论复制粘贴到了答案中。 :) - Sven

尽管每个Web请求只会创建少量对象，但它们持有对许多其他对象的引用，这些对象由于此原因不会被GC回收。Scope对象由单例管理器暂时保存。如果它们没有从管理器对象中释放，堆将增长超过给定限制。 - MZywitza

尽管我不了解你具体的应用程序或应用程序背后的设计，但我会说如果这真的是个问题，你引用了太多的对象。 - thekip

Answer 1

using并不是为了强制垃圾回收，而是为了确保调用dispose方法。Dispose允许您释放非垃圾回收的资源，例如文件句柄。垃圾回收发生在C＃准备好时。

- Patrick

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@codymanix：只是开玩笑，我只是想说垃圾回收的时间是不确定的。 - Patrick

这并没有回答问题。问题是：“在第二个例子中，如果没有使用using，存根将在GC.Collect调用后被收集，为什么在第一个情况下不是呢？”为什么使用using会产生任何影响？（它似乎确实有影响，已经运行了代码） - Rob Levine

@Rob Levine：你必须充分理解GC才能理解为什么一个对象会被回收或不会被回收。对我来说，重要的一点是GC是非确定性的，因此您不能依赖第二个测试通过。它适用于OP现在使用的框架版本，但可能无法在不同版本或不同程序中运行。 - Patrick

我认为OP的问题（或者当我阅读它时我的问题）更多是“似乎使用导致对象无法进行垃圾回收，就像有一个隐藏的强引用”。不过我不确定你的确定性观点。对于给定的GC，GC的行为是确定性的，不是吗？（例如，在发生gen3 GC时它会做什么）。它是不确定的，因为你不知道它何时选择收集和哪一代，但在这种情况下它已经被强制了。我可能错了，但无论如何，OP发现的好奇心仍然存在。 - Rob Levine

Answer 2

我怀疑在using语句中引入了一个本地变量。使用ildasm查看函数中对该对象的所有引用是否在调用GC.Collect之前被真正清除。还可以尝试将using语句放在一个单独的函数中，并返回弱引用。

- Sven

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using() 不会生成仍保留在 using 语句外部范围内的附加局部变量: http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/aa664736(v=vs.71).aspx - codymanix

它们不在 C# 代码的范围内；但从 MSIL 的角度来看，所有本地变量都会一直存在，直到函数结束，因此如果它们没有被清空，GC 就不会收集对象。 - Sven

我们中的几个人仔细研究了IL代码，发现这确实是正确的。在 using 语句块中创建了另一个本地变量（因此您最终会得到对stub的两个引用），其中只有一个被释放。 - Rob Levine

Answer 3

像在.NET中使用的标记和清除GC一样，它不是确定性的。 即使通过GC.Collect()调用，也不能保证真正运行。

此外，using语句与垃圾回收无关。它只调用其目标对象上的Dispose()方法。

- codymanix

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你能详细说明一下吗？虽然它不是确定性的，但我相信编写它的开发人员可以告诉你何时决定进行收集的算法。我很想知道:p。 - Robinson

此外，using语句与垃圾回收无关。它只是在目标对象上调用Dispose()方法。这就是OP的观点。为什么using会对GC产生影响？如果您运行OP的代码，您将看到所描述的行为确实发生了-问题是为什么。 - Rob Levine

如果多次运行或从调试更改为发布配置，结果不同也不会让我感到惊讶。使用()会创建一个finally子句，谁知道这会如何影响本地变量。 - codymanix

Answer 4

你的两个测试用例并不相同。在 using 语句的结尾处，资源的 Dispose 方法会被调用，而不是设置为 null。调用 Dispose 并不一定会调用析构函数。

- Shea Levy

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在.NET中有一个名为构造函数的东西。顺便说一下，在这两个例子中，作用域都设置为null。 - codymanix

从什么时候开始？我没有提到构造函数，但是C#有构造函数（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ace5hbzh.aspx）和析构函数（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/66x5fx1b.aspx）。 - Shea Levy