內(nèi)存泄漏是指：當(dāng)一塊內(nèi)存被分配后，被丟棄，沒(méi)有任何實(shí)例指針指向這塊內(nèi)存， 并且這塊內(nèi)存不會(huì)被GC視為垃圾進(jìn)行回收。這塊內(nèi)存會(huì)一直存在，直到程序退出。C#是托管型代碼，其內(nèi)存的分配和釋放都是由CLR負(fù)責(zé)，當(dāng)一塊內(nèi)存沒(méi)有任何實(shí)例引用時(shí)，GC會(huì)負(fù)責(zé)將其回收。既然沒(méi)有任何實(shí)例引用的內(nèi)存會(huì)被GC回收，那么內(nèi)存泄漏是如何發(fā)生的？

內(nèi)存泄漏示例

為了演示內(nèi)存泄漏是如何發(fā)生的，我們來(lái)看一段代碼

class Program 
{
 static event Action TestEvent;
 static void Main(string[] args)
 {
  var memory = new TestAction();
  TestEvent += memory.Run;
  OnTestEvent();
  memory = null;
  //強(qiáng)制垃圾回收
  GC.Collect(GC.MaxGeneration);
  Console.WriteLine("GC.Collect");
  //測(cè)試是否回收成功
  OnTestEvent();
  Console.ReadLine();
 }
 public static void OnTestEvent() {
  if (TestEvent != null) TestEvent();
  else Console.WriteLine("Test Event is null");
 }

 class TestAction 
 {
  public void Run() {
   Console.WriteLine("TestAction Run.");
  }
 }
}

該例子中，memory.run訂閱了TestEvent事件，引發(fā)事件后，會(huì)在屏幕上看到 TestAction Run。當(dāng)memory =null 后，memory原來(lái)指向的內(nèi)存就沒(méi)有任何實(shí)例再引用該塊內(nèi)存了，這樣的內(nèi)存就是待回收的內(nèi)存。GC.Collect(GC.MaxGeneration)語(yǔ)句會(huì)強(qiáng)制執(zhí)行一次垃圾回收，再次引發(fā)事件，發(fā)現(xiàn)屏幕上還是會(huì)顯示TestAction Run。該內(nèi)存沒(méi)有被GC回收，這就是內(nèi)純泄漏。這是由TestEvent+=memory.Run語(yǔ)句引起的，當(dāng)GC.Collect執(zhí)行的時(shí)候，當(dāng)他看到該塊內(nèi)存還有TestEvent引用，就不會(huì)進(jìn)行回收。但是該內(nèi)存已經(jīng)是“無(wú)法到達(dá)”的了，即無(wú)法調(diào)用該塊內(nèi)存，只有在引發(fā)事件的時(shí)候，才能執(zhí)行該內(nèi)存的Run方法。這顯然不是我想要的效果，當(dāng)memory = null執(zhí)行時(shí)，我希望該內(nèi)存在GC執(zhí)行時(shí)被回收，并且當(dāng)TestEvent被引發(fā)時(shí)，Run方法不會(huì)執(zhí)行，因?yàn)槲乙呀?jīng)把該內(nèi)存“解放”了。

這里有一個(gè)問(wèn)題，就是C#中如何“釋放”一塊內(nèi)存。像C和C++這樣的語(yǔ)言，內(nèi)存的聲明和釋放都是開(kāi)發(fā)人員負(fù)責(zé)的，一旦內(nèi)存new了出來(lái)，就要delete，不然就會(huì)造成內(nèi)存泄漏。這更靈活，也更麻煩，一不小心就會(huì)泄漏，忘記釋放、線程異常而沒(méi)有執(zhí)行釋放的代碼...有手動(dòng)分配內(nèi)存的語(yǔ)言就有自動(dòng)分配和釋放的語(yǔ)言。最開(kāi)始使用垃圾回收的語(yǔ)言是LISP，之后被用在Java和C#等托管語(yǔ)言中。像C#，CLR負(fù)責(zé)內(nèi)存的釋放，當(dāng)程序執(zhí)行一段時(shí)間后，CLR檢測(cè)到垃圾內(nèi)存已經(jīng)值得進(jìn)行一次垃圾回收時(shí)，會(huì)執(zhí)行垃圾回收。至于如何判定一塊內(nèi)存是否為垃圾內(nèi)存，比較著名的是計(jì)數(shù)法，即有一個(gè)實(shí)例引用了該內(nèi)存后，就在該內(nèi)存的計(jì)數(shù)上+1，改實(shí)例取消了對(duì)該內(nèi)存的引用，計(jì)數(shù)就-1，當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí)，就被判定為垃圾。該種方法的問(wèn)題是對(duì)循環(huán)引用束手無(wú)策，如A的某個(gè)字段引用了B，而B(niǎo)的某個(gè)字段引用了A，這樣A和B的技術(shù)都不會(huì)降到0。CLR改用的方法是類似“標(biāo)記引用法”（我自己的命名）：在執(zhí)行GC時(shí)，會(huì)掛起全部線程，并將托管堆中所有的內(nèi)存都打上垃圾的標(biāo)記，之后遍歷所有可到達(dá)的實(shí)例，這些實(shí)例如果引用了托管堆的內(nèi)存，就將該內(nèi)存的標(biāo)記由垃圾變?yōu)楸灰?。?dāng)遇到A和B相互引用的時(shí)候，如果沒(méi)有其他實(shí)例引用A或者B，雖然A和B相互引用，但是A和B都是不可到達(dá)的，即沒(méi)辦法引用A或者B，則A和B都會(huì)被判定為垃圾而被回收。講解了這么一大堆，目的就是要說(shuō)，在C#中，你想要釋放一塊內(nèi)存，你只要讓該塊內(nèi)存沒(méi)有任何實(shí)例引用他，就可以了。那么當(dāng)執(zhí)行memory = null后，除了對(duì)TestEvent的訂閱，沒(méi)有任何實(shí)例再引用了該塊內(nèi)存，那么為什么訂閱事件會(huì)阻止內(nèi)存的釋放？

我們來(lái)看看TestEvent+=memory.Run()這句話都干了什么。我們利用IL反編譯上面的dll，可以看到

IL_0000: nop
IL_0001: newobj  instance void EventLeakMemory.Program/TestAction::.ctor()
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: ldftn  instance void EventLeakMemory.Program/TestAction::Run()
IL_000e: newobj  instance void [mscorlib]System.Action::.ctor(object, native int)
IL_0013: call  void EventLeakMemory.Program::add_TestEvent(class [mscorlib]System.Action)...//其他部分

關(guān)鍵在5-7行。第5和6行，聲明了一個(gè)System.Action型的委托，參數(shù)為TestAction.Run方法，第七行，執(zhí)行了Program.add_TestEvent方法，參數(shù)是上面聲明的委托。也就是說(shuō)+=操作符相當(dāng)于執(zhí)行了Add_TestEvent（new Action(memory.Run)），就是這個(gè)new Action包含了對(duì)memory指向的內(nèi)存的引用。而這個(gè)引用在CLR看來(lái)是可達(dá)的，可以通過(guò)引發(fā)事件來(lái)調(diào)用該內(nèi)存。

解決辦法

我們已經(jīng)找到了內(nèi)存泄漏的元兇，就是訂閱事件時(shí)，隱式聲明的匿名委托對(duì)內(nèi)存的引用。該問(wèn)題的解決辦法是使用一種和普通的引用不同的方式來(lái)引用方法的實(shí)例對(duì)象：該引用不會(huì)影響垃圾回收，不會(huì)在GC時(shí)被判定為對(duì)該內(nèi)存的引用，也就是“弱引用”。C#中，絕大部分的類型都是強(qiáng)引用。如何實(shí)現(xiàn)弱引用？來(lái)看一個(gè)例子：

static void Main(string[] args){
 var obj = new object();
 var gcHandle = GCHandle.Alloc(obj, GCHandleType.Weak);
 Console.WriteLine("gcHandle.Target == null is :{0}", gcHandle.Target == null);
 obj = null;
 GC.Collect();
 Console.WriteLine("GC.Collect");
 Console.WriteLine("gcHandle.Target == null is :{0}", gcHandle.Target == null);
 Console.ReadLine();
}

當(dāng)執(zhí)行GC。Collect后，gcHandle.Target == null 由false 變成了true。這個(gè)gcHandle就是obj的一個(gè)弱引用。這個(gè)類的詳細(xì)介紹見(jiàn) GCHandle 。比較關(guān)鍵的是GCHandle.Alloc方法的第二個(gè)參數(shù)，該參數(shù)接受一個(gè)枚舉類型。我使用的是GCHandleType.Weak，表明該引用是個(gè)弱引用。利用這個(gè)方法，就可以封裝一個(gè)自己的WeakReference類，代碼如下

public class WeakReference<T> where T : class {
 private GCHandle handle;

 public WeakReference(T obj) {
  if (obj == null) return;
  handle = GCHandle.Alloc(obj, GCHandleType.Weak);
 }

 /// <summary>
 /// 引用的目標(biāo)是否還存活(沒(méi)有被GC回收)
 /// </summary>
 public bool IsAlive {
  get {
   if (handle == default(GCHandle)) return false;
   return handle.Target != null;
  }
 }

 /// <summary>
 /// 引用的目標(biāo)
 /// </summary>
 public T Target {
  get {
   if (handle == default(GCHandle)) return null;
   return (T)handle.Target;
  }
 }
}

利用該類，就可以寫(xiě)一個(gè)自己的弱事件封裝器。

public class WeakEventManager<T> {
 private Dictionary<Delegate, WeakReference<T>> delegateDictionary;

 public WeakEventManager() {
  delegateDictionary = new Dictionary<Delegate, WeakReference<T>>();
 }

 /// <summary>
 /// 訂閱
 /// </summary>
 public void AddHandler(Delegate handler) {
  if (handler != null)
   delegateDictionary[handler] = new WeakReference<T>(handler);
 }

 /// <summary>
 /// 取消訂閱
 /// </summary>
 public void RemoveHandler(Delegate handler) {
  if (handler != null)
   delegateDictionary.Remove(handler);
 }

 /// <summary>
 /// 引發(fā)事件
 /// </summary>
 public void Raise(object sender, EventArgs e) {
  foreach (var key in delegateDictionary.Keys) {
   if (delegateDictionary[key].IsAlive)
    key.DynamicInvoke(sender, e);
   else
    delegateDictionary.Remove(key);
  }
 }
}

最后，就可以像下面這樣定義自己的事件了

public class TestEventClass {
 private WeakEventManager<Action<object, EventArgs>> _testEvent = new WeakEventManager<Action<object, EventArgs>>();
 public event Action<object, EventArgs> TestEvent {
  add { _testEvent.AddHandler(value); }
  remove { _testEvent.RemoveHandler(value); }
 }

 protected virtual void OnEvent(EventArgs e) {
  _testEvent.Raise(this, e);
 }
}

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