避坑：.NET記憶體泄露的幾種情況

記憶體“泄露”是開發中常見的問題之一，它會導致應用程式占用越來越多的記憶體資源，最終可能導致系統性能下降甚至崩潰。軟體開發者需要瞭解在程式中出現記憶體泄露的情況，以避免軟體出現該的問題。 **什麼是記憶體“泄露”？** 記憶體泄露是申請了記憶體空間的變數一直在占用，無法釋放。比如申請了一塊記憶體空間，沒有回收一直 ...

記憶體“泄露”是開發中常見的問題之一，它會導致應用程式占用越來越多的記憶體資源，最終可能導致系統性能下降甚至崩潰。軟體開發者需要瞭解在程式中出現記憶體泄露的情況，以避免軟體出現該的問題。

什麼是記憶體“泄露”？

記憶體泄露是申請了記憶體空間的變數一直在占用，無法釋放。比如申請了一塊記憶體空間，沒有回收一直占用，直到最後記憶體溢出。

在.NET應用程式中，可能會出現以下幾種情況導致記憶體泄漏。

1、對象保持的引用過長

情況：某個對象持有對其他對象的引用，並且該引用沒有被正確釋放。
示例：一個長時間運行的任務中，持有對大量對象的引用，但任務執行完畢後未釋放這些對象的引用。
解決方案：在不再需要對象時，及時釋放對其的引用。確保在任務完成後，所有不再需要的對象都被正確釋放。

public class LongRunningTask
{
    private List<object> objects; // 對象列表

    public LongRunningTask()
    {
        objects = new List<object>();
    }

    public void RunTask()
    {
        // 執行長時間運行的任務
        // 將對象添加到列表中
        objects.Add(new object());
        objects.Add(new object());
        // ...
    }
    //用完後用這個方法釋放對象列表
    public void Cleanup()
    {
        // 在任務完成後清理對象列表
        objects.Clear();
        objects = null; // 釋放對列表對象的引用
    }
}

在上述示例中，LongRunningTask 類代表一個長時間運行的任務，它持有對一些對象的引用。在任務完成後，通過調用 Cleanup() 方法釋放對對象列表的引用，從而允許垃圾回收器回收這些對象。

2、事件處理未正確解註冊

情況：在應用程式中訂閱了事件，但沒有在不再需要時正確解註冊。
示例：一個對象訂閱了另一個對象的事件，但在對象不再需要時忘記解註冊事件。
解決方案：在不再需要訂閱事件時，確保正確解註冊事件。可以在對象的生命周期結束時，手動調用事件的解註冊方法或使用弱事件模式，以避免事件發佈者持有訂閱者的引用。

public class EventPublisher
{
    public event EventHandler SomeEvent;

    public void PublishEvent()
    {
        // 發佈事件
        SomeEvent?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
    }

    public void UnsubscribeEvent(EventHandler handler)
    {
        // 解註冊事件處理程式
        SomeEvent -= handler;
    }
}

public class EventSubscriber
{
    private EventPublisher publisher;

    public EventSubscriber(EventPublisher publisher)
    {
        this.publisher = publisher;
        // 訂閱事件
        publisher.SomeEvent += HandleEvent;
    }

    private void HandleEvent(object sender, EventArgs e)
    {
        // 處理事件
    }

    public void UnsubscribeFromEvent()
    {
        // 解註冊事件處理程式
        publisher.UnsubscribeEvent(HandleEvent);
    }
}

在上述示例中，EventPublisher 類發佈了一個事件 SomeEvent，EventSubscriber 類訂閱了該事件。通過調用 UnsubscribeFromEvent() 方法，解註冊事件處理程式，從而釋放對事件發佈者的引用。

3、長時間運行的後臺任務：

情況：應用程式中存在長時間運行的後臺任務，這些任務持有對其他對象的引用，並且這些引用沒有被正確釋放。
示例：一個後臺線程持續運行並持有對大量對象的引用，但這些對象在任務完成後不再需要。
解決方案：在後臺任務完成後，及時釋放對其他對象的引用。可以通過在任務執行完畢後手動解除引用，或使用非同步編程模型，確保任務完成後自動釋放引用。

public class BackgroundTask
{
    private CancellationTokenSource cancellationTokenSource;

    public void StartTask()
    {
        cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();

        Task.Run(() =>
        {
            // 長時間運行的後臺任務
            while (!cancellationTokenSource.Token.IsCancellationRequested)
            {
                // 執行任務邏輯
            }
        }, cancellationTokenSource.Token);
    }

    public void StopTask()
    {
        cancellationTokenSource?.Cancel();
        cancellationTokenSource?.Dispose();
        cancellationTokenSource = null; // 釋放對 CancellationTokenSource 對象的引用
    }
}

在上述示例中，BackgroundTask 類代表一個長時間運行的後臺任務。通過調用 StartTask() 方法啟動任務，併在適當的時候調用 StopTask() 方法停止任務。在停止任務時，通過取消 CancellationTokenSource 對象來結束任務，並釋放對該對象的引用。

4、大對象沒有被正確釋放

情況：大對象（如大型數組、大型集合等）占用大量記憶體，但在不再需要時沒有被正確釋放。
示例：一個應用程式在運行過程中創建了大量大型對象，但這些對象在使用後未被正確釋放。
解決方案：在使用完大對象後，及時釋放不再需要的部分或整個對象。可以使用`Dispose`方法或使用`using`語句來確保資源的正確釋放。

public void ProcessLargeData()
{
    byte[] largeData = new byte[100000000]; // 創建一個大型數組
    // 處理大型數據
    // ...

    // 使用完大型數組後，及時釋放
    largeData = null;
}

在上述示例中，創建了一個大型數組 largeData 來存儲大量數據。在處理完數據後，通過將 largeData 設置為 null，釋放對大型數組的引用，從而允許垃圾回收器回收該數組所占用的記憶體。

5、不正確使用IDisposable介面

情況：在使用實現了IDisposable介面的對象時，沒有正確調用`Dispose`方法來釋放資源。
示例：一個對象實現了IDisposable介面，但在使用完對象後忘記調用`Dispose`方法。
解決方案：在使用完實現了IDisposable介面的對象後，使用`using`語句或手動調用`Dispose`方法來釋放資源。確保正確地管理實現了IDisposable介面的對象。

public class CustomResource : IDisposable
{
    private bool disposed = false;

    public void Dispose()
    {
        Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
    }

    protected virtual void Dispose(bool disposing)
    {
        if (!disposed)
        {
            if (disposing)
            {
                // 釋放托管資源
            }

            // 釋放非托管資源
            // ...

            disposed = true;
        }
    }

    ~CustomResource()
    {
        Dispose(false);
    }
}
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在上述示例中，CustomResource 類實現了 IDisposable 介面。在 Dispose() 方法中，通過調用 Dispose(true) 來釋放托管資源，通過調用 Dispose(false) 來釋放非托管資源。在 CustomResource 類的析構函數中，調用 Dispose(false) 來確保資源的釋放。使用時，應該在不再需要 CustomResource 對象時調用 Dispose() 方法，或使用 using 語句來自動釋放資源。

結語

請註意，以上示例僅用於說明可能的記憶體泄漏情況和解決方案，並不一定適用於所有具體的應用程式。在實際開發中，應根據應用程式的特性和需求，仔細審查代碼並確保正確的資源管理和釋放，以避免記憶體泄漏問題的出現。

以上只列舉了幾種情況，還有其它情況，比如在代碼中使用了靜態變數也容易導致記憶體泄露。希望本文對你有所收穫，歡迎留言和吐槽。

來源公眾號：DotNet開發跳槽