经常在代码中看到人 null
赋值给引用类型,实现让值 GC 提前回收真的有用吗?今天我们来研究一下。
为了方便解释,提前进行测试代码 test1=null
,然后调用 GC.Collect()
看看不能提前回收。
: .net5
publicclassProgram { staticvoidMain(string[]args) { ProcessRequest(); } staticvoidProcessRequest() { vartest1=newTest(){a=10}; Console.WriteLine($"query.a={test1.a}"); vartest2=newTest(){a=11}; Console.WriteLine($"query.a={test2.a}"); ///提前释放 test1=null; vartest3=newTest(){a=12}; Console.WriteLine($"query.a={test3.a}"); GC.Collect(); Console.WriteLine("垃圾回收!"); Console.ReadLine(); } } publicclassTest { publicinta; }
接下来我们从 Debug
和 Release
观察两种模式。
一:Debug 模式
为了找到这个答案,我们使用它 windbg 附加,找到 test1
然后用 !gcroot
查看下引用即可。
0:000>!clrstack-a OSThreadId:0x4dd0(0) ChildSPIPCallSite 0057F2A479863539System.Console.ReadLine()[/_/src/System.Console/src/System/Console.cs@463] 0057F2AC04c405d1ConsoleApp1.Program.ProcessRequest()[D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs@37] LOCALS: 0x0057F2D4=0x00000000 0x0057F2D0=0x0283cd54 0x0057F2CC=0x0283cd90 0:000>!dumpheap-typeTest AddressMTSize 0283a7c004c3900812 0283cd5404c3900812 0283cd9004c3900812 0:000>!gcroot0283a7c0 Thread4dd0: 0057F2AC04C405D1ConsoleApp1.Program.ProcessRequest()[D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs@37] ebp 14:0057f2c8 ->0283A7C0ConsoleApp1.Test Found1uniqueroots(run'!gcroot-all'toseeallroots).
不是很惊讶,test1 虽被赋 null,但并没有被 GC.Collection
原因是回收 test1 被栈中的 ebp 14
持有位置?这个位置怎么了?我们反编译代码,简化如下:
0:000>!U04C405D1 NormalJITgeneratedcode ConsoleApp1.Program.ProcessRequest() ilAddris0268205CpImportis052FB030 Begin04C40488,size154 D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs@22: 04c404aab90890c304movecx,4C39008h(MT:ConsoleApp1.Test) 04c404afe8182c9afbcall005e30cc(JitHep: CORINFO_HELP_NEWSFAST)
04c404b4 8945ec mov dword ptr [ebp-14h],eax
04c404b7 8b4dec mov ecx,dword ptr [ebp-14h]
04c404ba ff152890c304 call dword ptr ds:[4C39028h] (ConsoleApp1.Test..ctor(), mdToken: 06000004)
04c404c0 8b4dec mov ecx,dword ptr [ebp-14h]
04c404c3 c741040a000000 mov dword ptr [ecx+4],0Ah
04c404ca 8b4dec mov ecx,dword ptr [ebp-14h]
04c404cd 894df8 mov dword ptr [ebp-8],ecx
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs @ 29:
04c4055c 33c9 xor ecx,ecx
04c4055e 894df8 mov dword ptr [ebp-8],ecx
虽然 !gcroot
上显示的是 ebp+14
,反向就是 ebp-14
,仔细看上面的汇编代码,可以发现 test1
实例被放在了 ebp-14
和 ebp-8
两个栈位置,而 test1=null
只是抹去了 ebp-8
的栈单元,所以它能被回收的时机只能是等 ProcessRequest()
方法销毁之后,这也就是 Debug 模式下的 ,应该是为了 Debug 调试用的,从 gcinfo
上也可以看出来,ebp-14
是禁止被GC跟踪的内部用途的栈单元。
0:000> !U -gcinfo 04C405D1
Normal JIT generated code
ConsoleApp1.Program.ProcessRequest()
ilAddr is 0268205C pImport is 052FCA58
Begin 04C40488, size 154
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs @ 21:
[EBP-08H] an untracked local
[EBP-0CH] an untracked local
[EBP-10H] an untracked local
[EBP-14H] an untracked local
[EBP-18H] an untracked local
[EBP-1CH] an untracked local
[EBP-20H] an untracked local
[EBP-24H] an untracked local
[EBP-28H] an untracked local
[EBP-2CH] an untracked local
[EBP-30H] an untracked local
二:Release 模式
大家或许都知道 Release
是一种高度优化的激进模式,我也很好奇在这种模式下 compile
或者 JIT
会做出怎么样的优化。
1. 编译器层面的优化
要寻找这个答案,我们用 ILSpy 打开生成的 IL代码,简化后如下:
.method private hidebysig static
void ProcessRequest () cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2058
// Code size 144 (0x90)
.maxstack 3
.locals init (
[0] class ConsoleApp1.Test test1,
[1] class ConsoleApp1.Test test2,
[2] class ConsoleApp1.Test test3
)
IL_0050: ldnull
IL_0051: stloc.0
} // end of method Program::ProcessRequest
从 idnull
上来看,没有做任何优化,居然直接翻译了,哎。。。
2. JIT优化
查看 JIT 层面的优化,只能看最终的汇编代码
和 托管堆
啦。
0:000> !dumpheap -type Test
Address MT Size
02eaab38 02634b10 12
02ead344 02634b10 12
02ead380 02634b10 12
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
02634b10 3 36 ConsoleApp1.Test
Total 3 objects
0:000> !U /d 0262549d
Normal JIT generated code
ConsoleApp1.Program.ProcessRequest()
ilAddr is 025B2058 pImport is 04AFB108
Begin 02625370, size 131
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs @ 22:
02625370 55 push ebp
02625371 8bec mov ebp,esp
0262538a b9104b6302 mov ecx,2634B10h (MT: ConsoleApp1.Test)
0262538f e83cddfefd call 006130d0 (JitHelp: CORINFO_HELP_NEWSFAST)
02625394 8945f0 mov dword ptr [ebp-10h],eax
02625397 8b4df0 mov ecx,dword ptr [ebp-10h]
0262539a e871f9ffff call 02624d10
0262539f 8b4df0 mov ecx,dword ptr [ebp-10h]
026253a2 c741040a000000 mov dword ptr [ecx+4],0Ah
026253a9 8b4df0 mov ecx,dword ptr [ebp-10h]
026253ac 894dfc mov dword ptr [ebp-4],ecx
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp1\Program.cs @ 29:
02625430 33c9 xor ecx,ecx
02625432 894dfc mov dword ptr [ebp-4],ecx
从汇编代码看,Release
模式下也是采用双栈保存的,也就是 方法级作用域
。
二:可以得出结论了吗?
至少在 .NET5
平台, Release
和 Debug
模式下的 test1 = null;
是没有任何区别的,其实这里有个问题 , .NET5
下没区别,不代表其他平台下也没有问题,毕竟不同的 JIT
会作用不同的抉择,接下来我们将同样的代码搬到 .NET Framework 4.5
下看看情况。
1. .NET Framework 4.5 平台
Debug 模式
我们直接看托管代码
0:006> !dumpheap -type Test
Address MT Size
02564bfc 00754ddc 12
02564c70 00754ddc 12
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
00754ddc 2 24 ConsoleApp2.Test
Total 2 objects
居然是 2 个了,那为什么会这样呢?我们还是看下汇编。
0:000> !U /d 023509a6
Normal JIT generated code
ConsoleApp2.Program.ProcessRequest()
Begin 02350880, size 187
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp2\Program.cs @ 21:
023508b1 b9dc4da200 mov ecx,0A24DDCh (MT: ConsoleApp2.Test)
023508b6 e839286cfe call 00a130f4 (JitHelp: CORINFO_HELP_NEWSFAST)
023508bb 8945ec mov dword ptr [ebp-14h],eax
023508be 8b4dec mov ecx,dword ptr [ebp-14h]
023508c1 ff15fc4da200 call dword ptr ds:[0A24DFCh] (ConsoleApp2.Test..ctor(), mdToken: 06000004)
023508c7 8b45ec mov eax,dword ptr [ebp-14h]
023508ca c740040a000000 mov dword ptr [eax+4],0Ah
023508d1 8b45ec mov eax,dword ptr [ebp-14h]
023508d4 8945f8 mov dword ptr [ebp-8],eax
D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp2\Program.cs @ 28:
0235097b 33d2 xor edx,edx
0235097d 8955f8 mov dword ptr [ebp-8],edx
0:000> dp ebp-14h L1
0019f4e8 02472358
0:000> !do 02472358
Name: ConsoleApp2.Test
MethodTable: 00a24ddc
EEClass: 00a21330
Size: 12(0xc) bytes
File: D:\net5\ConsoleApp2\ConsoleApp2\bin\Debug\ConsoleApp2.exe
Fields:
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
637342a8 4000001 4 System.Int32 1 instance 10 a
0:000> dp 0019f4e8 L1
0019f4e8 02472358
0:000> !do 02472358
Free Object
Size: 24(0x18) bytes
大家可以仔细看看输出内容,虽然也是两个 栈位置
存放着 test1,但GC做了不同的处理,它无视 ebp-14
还牵引着 test1
的事实 ,直接将它标记为 free,这就有点意思了。
Release 模式
我们直接用 !dumpheap -type Test
看托管堆。
0:006> !dumpheap -type Test
Address MT Size
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
Total 0 objects
居然发现,不仅 test1
没有了,test2,test3
都没有了。。。这就是所谓的 激进式回收
。
三:结论
1. .NET5
平台下
Release 和 Debug 模式下设置 test1=null
没有任何效果。
2. .NET Framework 4.5
平台下
Debug 模式下有效果,可以起到 提前回收
的目的。
Release模式下无效果,GC会自动激进的回收所有后续未使用到的引用对象。
3. 个人结论
总的来说,为了更好的平台兼容性,如果想提前回收,设置 test1 = null;
是有一定效果的。