循环中不可访问对象的垃圾收集

Question

如果我有这样的循环：

public class Foo {
     public Foo Foo;

     public Foo() {
     }
}

class Program {
    public static void Main(string[] args) {
         var foo = new Foo();
         long i = 0;
         while(i < Int64.MaxValue) {
             foo.Foo = new Foo();
             foo = foo.Foo;
             if(i % 10000 == 0)
                 GC.Collect();
             i++;
         }
         GC.Collect();
    }
}

垃圾回收器在循环退出之前不会清理父对象。这是为什么？一旦重新分配foo，我看不到任何从代码中引用它们的方法，所以不应该清理它们吗？

在通过我设置的一些断点后，我正在查看任务管理器中进程的内存使用情况，以确定这种情况正在发生。它在循环内不断上升（如果我让它无限，最多可达数 GB），但当循环退出并调用第二个 GC.Collect() 时立即下降。

Answer 1

这是一个稍作修改的程序，可以更清楚地演示该行为：

class Foo
{
    public int Value;
    public Foo Next;

    public Foo(int value) { this.Value = value; Console.WriteLine("Created " + this.Value); }
    ~Foo() { Console.WriteLine("Finalized " + this.Value); }
}

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var foo = new Foo(0);
        for (int value = 1; value < 50; ++value)
        {
            foo.Next = new Foo(value);
            foo = foo.Next;
            if (value % 10 == 0)
            {
                Console.WriteLine("Collecting...");
                GC.Collect();
                Thread.Sleep(10);
            }
        }
        Console.WriteLine("Exiting");
    }
}

在 .NET 4.5 上，当我在调试模式下构建时 AND 以任何 CPU 或 x86 为目标，我会重现您所看到的行为：直到打印“Exiting”之后，实例才会最终确定.但是当我在发布模式或目标 x64 构建时（即使在调试模式下构建），实例一旦无法访问就会完成：

Created 0
Created 1
Created 2
Created 3
Created 4
Created 5
Created 6
Created 7
Created 8
Created 9
Created 10
Collecting...
Finalized 9
Finalized 0
Finalized 8
Finalized 7
Finalized 6
Finalized 5
Finalized 4
Finalized 3
Finalized 2
Finalized 1
Created 11
Created 12
Created 13
...

为什么会这样？我想只有 CLR 专家可以肯定地告诉我们，但这是我的猜测：行为取决于 JIT 编译器和优化器碰巧生成的机器代码的特定细节，细节取决于目标指令集以及你是否重新以调试模式运行。 （此外，这些细节在未来版本的运行时可能会发生变化。）特别是在 x86/Debug 案例中，我认为第一个 Foo(0) 实例被隐藏在 永远不会被覆盖的寄存器或堆栈变量中方法的其余部分；这个初始实例使整个链保持活力。在 x86/Release 和 x64 的情况下，我认为由于 JIT 优化，same 寄存器或堆栈变量被每个实例重用，从而释放初始实例。