.Net 为什么 GC 不从堆中删除对象？

Question

我已经编写了简单的测试程序：

namespace GCTest {
class Program {
    static void Main(string[] args) {
        var a1 = new A();
        a1.AProperty = new A();
        a1.AProperty.AProperty = new A();
        a1.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        a1.AProperty.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        Console.WriteLine("a1 created");
        Console.ReadKey();

        var a2 = new A();
        a2.AProperty = new A();
        a2.AProperty.AProperty = new A();
        a2.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        a2.AProperty.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        Console.WriteLine("a2 created");
        Console.ReadKey();

        var a3 = new A();
        a3.AProperty = new A();
        a3.AProperty.AProperty = new A();
        a3.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        a3.AProperty.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        Console.WriteLine("a3 created");
        Console.ReadKey();

        var a4 = new A();
        a4.AProperty = new A();
        a4.AProperty.AProperty = new A();
        a4.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        a4.AProperty.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        Console.WriteLine("a4 created");
        Console.ReadKey();

        var a5 = new A();
        a5.AProperty = new A();
        a5.AProperty.AProperty = new A();
        a5.AProperty.AProperty.AProperty = new A();
        a5.AProperty.AProperty.AProperty.AProperty = new A();

        Console.WriteLine("a5 created");
        int a1Gen = GC.GetGeneration(a1);
        Console.WriteLine("a1 generation: " + a1Gen);
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        a1Gen = GC.GetGeneration(a1);
        Console.WriteLine("a1 generation: " + a1Gen);
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        a1Gen = GC.GetGeneration(a1);
        Console.WriteLine("a1 generation: " + a1Gen);
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        a1Gen = GC.GetGeneration(a1);
        Console.WriteLine("a1 generation: " + a1Gen);
        Console.ReadKey();

        a1 = a2 = a3 = a4 = a5 = null;
        Console.WriteLine("a1-a5 are null");
        Console.ReadKey();

        Console.WriteLine("GC");
        GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced);
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Console.ReadKey();

        Console.WriteLine("GC");
        GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced);
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Console.ReadKey();

        Console.WriteLine("GC");
        GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced);
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Console.ReadKey();

        Console.WriteLine("GC");
        GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced);
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        Console.ReadKey();
    }
}

class A {
    int[] arr = new int[1000];
    public A() {
        arr[0] = 1;
    }

    public A AProperty { get; set; }
}

}

我使用内置的 Visual Studio 2017 诊断工具制作快照。 初始化 a1 - a5 变量时，堆中有 25 个 A 实例，如预期：

但是在变量a1-a5变为null后，即使额外调用了GC.Collect方法，堆中仍然包含A实例。更多的 GC.Collect 调用不会减少堆中的 A 对象。为什么？有没有办法强制收集所有未使用的对象？

编辑： 我已经切换到 Release 配置，我看到在初始化 a1-a5 变量后堆中有 15 个对象：

在 GC.Collect 调用之后仍然保留 14 个对象。

Answer 1

我不知道 VS 是如何处理这个问题的，但是如果我使用发布版本运行您的代码，我在使用 SOS 检查它时不会在堆上看到任何 A 实例。

要亲眼看看，download WinDbg。然后附加到您的进程并加载 SOS。

.loadby sos clr

您可以使用!dumpheap -stat 转储整个堆，也可以使用!dumpheap -type GCTest.A 仅转储类型。

您应该会看到实例在创建时上升。一旦 GC 回收了这些实例，您就不应该在堆上看到任何 A 实例。

这是所有引用为空后第一次 GC 之后的输出。

0:001> !dumpheap -type GCTest.A
 Address       MT     Size

Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
Total 0 objects