未执行 C# 中的垃圾收集。为什么？
Garbage collection in C# not carried out. Why?
我尝试了一个简单的实验来验证垃圾收集器的功能。引用 3.9 Automatic memory management (MSDN) about automatic memory management in .NET。对我来说，这听起来像是 C++ 中的共享指针。如果一个对象的引用计数器变为零，它将被垃圾收集器释放。
所以我尝试在我的主窗体中创建一个函数。该函数是在构造函数之后执行的主窗体的 Shown 事件函数中调用的。下面是实验代码
public void experiment()
{
int[] a = new int[100000];
int[] b = new int[100000];
int[] c = new int[100000];
int[] d = new int[100000];
a = null;
b = null;
c = null;
d = null;
}
结果如下：
内存分配前
内存分配后
离开函数作用域之前
离开函数作用域后
为什么数组a、b、c、d 被设置为null 后垃圾收集器不释放内存？
.NET 垃圾收集器是一种高度优化的复杂软件。它经过优化，可以使您的程序 运行 尽可能快，并且 不会占用太多内存 。
因为释放内存的过程需要一些时间，所以垃圾收集器通常会等待 运行 直到您的程序使用 大量 内存。然后它会立即完成所有工作，这会导致您的程序在相对较长的时间后出现小的延迟（而不是更早的许多小延迟，这会减慢您的程序）。
这意味着，垃圾收集器的时间 运行s 不可预测。
您可以多次调用您的测试（在循环中使用一些 Sleep()）并观察内存使用量慢慢增加。当您的程序开始消耗大量可用物理内存时，其内存使用率将突然下降到接近于零。
有几个函数（如 GC.Collect()）会强制执行多个级别的垃圾回收，但 强烈建议不要使用它们 除非你知道你在做什么正在做，因为这往往会使您的软件变慢并阻止垃圾收集器以最佳方式工作。
CLR 不会运行 每次释放内存时都使用垃圾收集器，因为它会消耗系统资源。因此垃圾收集器会根据不断增长的内存大小定期调用。它将清除所有未引用的内存泄漏。
也可以使用方法GC.Collect()显式调用垃圾收集器，但不建议显式使用。
即使它确实在内部取消分配内存，也没有义务将其 return 分配给操作系统。它将假定将来会请求更多内存并回收页面。操作系统的编号对程序如何选择使用它所声明的内存一无所知。
如果您确实想要显式声明和释放内存，则必须通过 Pinvoke 不安全代码调用 VirtualAlloc()。
垃圾收集很昂贵。您只希望它 运行 尽可能少。理想情况下永远不会。因此，系统会尽可能地延迟垃圾回收，基本上直到 运行 内存不足。
分配内存很昂贵。一旦 运行time 分配了一些内存，它通常不会再次释放它，即使它当前不需要它，因为如果它在 运行time 的某个时间内需要那么多内存程序，它很可能在将来的某个时候需要类似数量的内存，并且希望避免再次分配内存。
因此，即使 if 垃圾回收在您的测试期间发生，您也不会在任务管理器或进程资源管理器中看到它，因为 CLR 不会无论如何释放它。
您描述的是 reference-counting garbage collector。但是，所有当前存在的 CLI VES 实现都使用 tracing GC。跟踪 GC 不计算引用；他们追踪他们，只有当他们运行宁。跟踪 GC 不会注意到对象是否仍然可达 直到 它实际跟踪对象图，并且它只会在需要 运行 时跟踪对象图集合，即当你 运行 内存不足时。
部分信息已包含在您 link 的文章中。有几个迹象表明您观察到的行为是正确的：
... the garbage collector may (but is not required to) treat the object as no longer in use.
... at some unspecified later time ...
GC.Collect()
一件重要的事情，至少对于垃圾收集器的旧（非并发）版本来说，垃圾收集器 运行 在不同的线程上。您可以在调试器中验证：
0:003> !threads
ThreadCount: 2
UnstartedThread: 0
BackgroundThread: 1
PendingThread: 0
DeadThread: 0
Hosted Runtime: no
PreEmptive GC Alloc Lock
ID OSID ThreadOBJ State GC Context Domain Count APT Exception
0 1 1b08 0058f218 a020 Enabled 025553ac:02555fe8 0058b868 1 MTA
2 2 1e9c 005a78c8 b220 Enabled 00000000:00000000 0058b868 0 MTA (Finalizer)
Finalizer 线程执行垃圾回收。所有其他线程在操作期间被挂起，因此在重组期间没有线程可以修改对象。
但为什么这很重要？
它解释了为什么垃圾收集不会立即应用，无论是在您的场景中还是在您调用 GC.Collect() 进行垃圾收集的情况下。对于运行的垃圾收集器，还需要线程切换。因此，非并发垃圾回收所需的最少代码是
GC.Collect();
Thread.Sleep(0);
如果您担心内存管理，请务必同时查看 awesome answer about IDisposable。
可用内存
此外，还没有人解释过，用任务管理器查看内存消耗是不可靠的。
.NET 直接作用于虚拟内存，即使用虚拟内存管理器。它不使用堆，即堆管理器。相反，它使用自己的内存管理，称为托管堆。
.NET 从 Windows（内核）获取内存。假设它从 Windows 获得一块新的内存，其中没有 .NET 对象。从 Windows' 的角度来看，内存消失了（给 .NET）。但是，从 .NET 的角度来看，它是免费的，可以被对象使用。
同样，您可以在调试器中观察到：
0:003> !address -summary
--- Usage Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal
Free 60 71cb9000 ( 1.778 Gb) 88.91%
<unknown> 84 986f000 ( 152.434 Mb) 67.09% 7.44%
Image 189 2970000 ( 41.438 Mb) 18.24% 2.02%
...
报告为 <unknown> 的是从 Windows 角度来看的虚拟内存。在本例中，使用了 150 MB。
0:003>!dumpheap -stat
...
00672208 32 8572000 Free
...
因此您可以看到，从 .NET 的角度来看，8.5 MB 是免费的，但尚未归还给 Windows（目前），并且仍将报告为在那里使用。
测量工作集
如果你没有修改任务管理器的默认列设置，那就更糟了，因为它会显示Working Set，它只是RAM中的内存。但是，一些内存可能已交换到磁盘，因此任务管理器可能不会报告。
我尝试了一个简单的实验来验证垃圾收集器的功能。引用 3.9 Automatic memory management (MSDN) about automatic memory management in .NET。对我来说，这听起来像是 C++ 中的共享指针。如果一个对象的引用计数器变为零，它将被垃圾收集器释放。
所以我尝试在我的主窗体中创建一个函数。该函数是在构造函数之后执行的主窗体的 Shown 事件函数中调用的。下面是实验代码
public void experiment()
{
int[] a = new int[100000];
int[] b = new int[100000];
int[] c = new int[100000];
int[] d = new int[100000];
a = null;
b = null;
c = null;
d = null;
}
结果如下：
内存分配前
内存分配后
离开函数作用域之前
离开函数作用域后
为什么数组a、b、c、d 被设置为null 后垃圾收集器不释放内存？
.NET 垃圾收集器是一种高度优化的复杂软件。它经过优化，可以使您的程序 运行 尽可能快，并且 不会占用太多内存 。
因为释放内存的过程需要一些时间，所以垃圾收集器通常会等待 运行 直到您的程序使用 大量 内存。然后它会立即完成所有工作，这会导致您的程序在相对较长的时间后出现小的延迟（而不是更早的许多小延迟，这会减慢您的程序）。
这意味着，垃圾收集器的时间 运行s 不可预测。
您可以多次调用您的测试（在循环中使用一些 Sleep()）并观察内存使用量慢慢增加。当您的程序开始消耗大量可用物理内存时，其内存使用率将突然下降到接近于零。
有几个函数（如 GC.Collect()）会强制执行多个级别的垃圾回收，但 强烈建议不要使用它们 除非你知道你在做什么正在做，因为这往往会使您的软件变慢并阻止垃圾收集器以最佳方式工作。
CLR 不会运行 每次释放内存时都使用垃圾收集器，因为它会消耗系统资源。因此垃圾收集器会根据不断增长的内存大小定期调用。它将清除所有未引用的内存泄漏。
也可以使用方法GC.Collect()显式调用垃圾收集器，但不建议显式使用。
即使它确实在内部取消分配内存，也没有义务将其 return 分配给操作系统。它将假定将来会请求更多内存并回收页面。操作系统的编号对程序如何选择使用它所声明的内存一无所知。
如果您确实想要显式声明和释放内存，则必须通过 Pinvoke 不安全代码调用 VirtualAlloc()。
垃圾收集很昂贵。您只希望它 运行 尽可能少。理想情况下永远不会。因此，系统会尽可能地延迟垃圾回收，基本上直到 运行 内存不足。
分配内存很昂贵。一旦 运行time 分配了一些内存，它通常不会再次释放它，即使它当前不需要它，因为如果它在 运行time 的某个时间内需要那么多内存程序，它很可能在将来的某个时候需要类似数量的内存，并且希望避免再次分配内存。
因此，即使 if 垃圾回收在您的测试期间发生，您也不会在任务管理器或进程资源管理器中看到它，因为 CLR 不会无论如何释放它。
您描述的是 reference-counting garbage collector。但是，所有当前存在的 CLI VES 实现都使用 tracing GC。跟踪 GC 不计算引用；他们追踪他们，只有当他们运行宁。跟踪 GC 不会注意到对象是否仍然可达 直到 它实际跟踪对象图，并且它只会在需要 运行 时跟踪对象图集合，即当你 运行 内存不足时。
部分信息已包含在您 link 的文章中。有几个迹象表明您观察到的行为是正确的：
... the garbage collector may (but is not required to) treat the object as no longer in use.
... at some unspecified later time ...
GC.Collect()
一件重要的事情，至少对于垃圾收集器的旧（非并发）版本来说，垃圾收集器 运行 在不同的线程上。您可以在调试器中验证：
0:003> !threads
ThreadCount: 2
UnstartedThread: 0
BackgroundThread: 1
PendingThread: 0
DeadThread: 0
Hosted Runtime: no
PreEmptive GC Alloc Lock
ID OSID ThreadOBJ State GC Context Domain Count APT Exception
0 1 1b08 0058f218 a020 Enabled 025553ac:02555fe8 0058b868 1 MTA
2 2 1e9c 005a78c8 b220 Enabled 00000000:00000000 0058b868 0 MTA (Finalizer)
Finalizer 线程执行垃圾回收。所有其他线程在操作期间被挂起，因此在重组期间没有线程可以修改对象。
但为什么这很重要？
它解释了为什么垃圾收集不会立即应用，无论是在您的场景中还是在您调用 GC.Collect() 进行垃圾收集的情况下。对于运行的垃圾收集器，还需要线程切换。因此，非并发垃圾回收所需的最少代码是
GC.Collect();
Thread.Sleep(0);
如果您担心内存管理，请务必同时查看 awesome answer about IDisposable。
可用内存
此外，还没有人解释过，用任务管理器查看内存消耗是不可靠的。
.NET 直接作用于虚拟内存，即使用虚拟内存管理器。它不使用堆，即堆管理器。相反，它使用自己的内存管理，称为托管堆。
.NET 从 Windows（内核）获取内存。假设它从 Windows 获得一块新的内存，其中没有 .NET 对象。从 Windows' 的角度来看，内存消失了（给 .NET）。但是，从 .NET 的角度来看，它是免费的，可以被对象使用。
同样，您可以在调试器中观察到：
0:003> !address -summary
--- Usage Summary ---------------- RgnCount ----------- Total Size -------- %ofBusy %ofTotal
Free 60 71cb9000 ( 1.778 Gb) 88.91%
<unknown> 84 986f000 ( 152.434 Mb) 67.09% 7.44%
Image 189 2970000 ( 41.438 Mb) 18.24% 2.02%
...
报告为 <unknown> 的是从 Windows 角度来看的虚拟内存。在本例中，使用了 150 MB。
0:003>!dumpheap -stat
...
00672208 32 8572000 Free
...
因此您可以看到，从 .NET 的角度来看，8.5 MB 是免费的，但尚未归还给 Windows（目前），并且仍将报告为在那里使用。
测量工作集
如果你没有修改任务管理器的默认列设置，那就更糟了，因为它会显示Working Set，它只是RAM中的内存。但是，一些内存可能已交换到磁盘，因此任务管理器可能不会报告。