.NET4 ExpandoObject 使用泄漏内存

Question

我有一个继承的 .NET 4.0 应用程序运行作为 Windows 服务。无论如何，我都不是 .NET 专家，但在编写代码 30 多年之后，我知道如何找到自己的出路。

当服务首次启动时，它会占用大约 70MB 的私有工作集。服务越长运行s，占用的内存就越多。增加并没有那么显着，以至于您只是坐着观看时就会注意到，但是我们已经看到应用程序运行很长一段时间（100 多天）后达到数 GB（当前为 5GB）的实例记录）。我将 ANTS Memory Profiler 附加到一个运行ning 实例，发现 ExpandoObject 的使用似乎解释了数兆字节的字符串，这些字符串没有被 GC 清除。可能还有其他泄漏，但这是最引人注目的，因此首先受到攻击。

我从其他 SO 帖子了解到，"normal" ExpandoObject 的使用在读取（但不写入）动态分配的属性时会生成内部 RuntimeBinderException。

dynamic foo = new ExpandoObject();
var s;
foo.NewProp = "bar"; // no exception
s = foo.NewProp;     // RuntimeBinderException, but handled by .NET, s now == "bar"

您可以在 VisualStudio 中看到异常发生，但最终它是在 .NET 内部处理的，您得到的只是您想要的值。

Except...异常消息属性中的字符串似乎保留在堆上并且永远不会被垃圾收集，即使在生成它的 ExpandoObject 超出范围之后很久也是如此。

简单示例：

using System;
using System.Dynamic;

namespace ConsoleApplication2
{
   class Program
   {
      public static string foocall()
      {
         string str = "", str2 = "", str3 = "";
         object bar = new ExpandoObject();
         dynamic foo = bar;
         foo.SomePropName = "a test value";
         // each of the following references to SomePropName causes a RuntimeBinderException - caught and handled by .NET
         // Attach an ANTS Memory profiler here and look at string instances
         Console.Write("step 1?");
         var s2 = Console.ReadLine();
         str = foo.SomePropName;
         // Take another snapshot here and you'll see an instance of the string:
         // 'System.Dynamic.ExpandoObject' does not contain a definition for 'SomePropName'
         Console.Write("step 2?");
         s2 = Console.ReadLine();
         str2 = foo.SomePropName;
         // Take another snapshot here and you'll see 2nd instance of the identical string
         Console.Write("step 3?");
         s2 = Console.ReadLine();
         str3 = foo.SomePropName;

         return str;
      }
      static void Main(string[] args)
      {
         var s = foocall();
         Console.Write("Post call, pre-GC prompt?");
         var s2 = Console.ReadLine();
         // At this point, ANTS Memory Profiler shows 3 identical strings in memory
         // generated by the RuntimeBinderExceptions in foocall. Even though the variable
         // that caused them is no longer in scope the strings are still present.

         // Force a GC, just for S&G
         GC.Collect();
         GC.WaitForPendingFinalizers();
         GC.Collect();
         Console.Write("Post GC prompt?");
         s2 = Console.ReadLine();
         // Look again in ANTS.  Strings still there.
         Console.WriteLine("foocall=" + s);
      }
   }
}

我想

"bug" 是旁观者的眼睛（我的眼睛说 bug）。我错过了什么吗？这是群里.NET高手们的正常预料吗？有什么方法可以告诉它清除这些东西吗？首先不使用 dynamic/ExpandoObject 是最好的方法吗？

Answer 1

这似乎是由于编译器为动态属性访问生成的代码执行了缓存。（使用 VS2015 和 .NET 4.6 的输出进行分析；其他编译器版本可能会产生不同的输出。）

编译器将调用 str = foo.SomePropName; 重写为类似这样的内容（根据 dotPeek；请注意 <>o__0 等是不合法的 C# 标记，但由 C# 编译器创建):

if (Program.<>o__0.<>p__2 == null)
{
    Program.<>o__0.<>p__2 = CallSite<Func<CallSite, object, string>>.Create(Binder.Convert(CSharpBinderFlags.None, typeof (string), typeof (Program)));
}
Func<CallSite, object, string> target1 = Program.<>o__0.<>p__2.Target;
CallSite<Func<CallSite, object, string>> p2 = Program.<>o__0.<>p__2;
if (Program.<>o__0.<>p__1 == null)
{
    Program.<>o__0.<>p__1 = CallSite<Func<CallSite, object, object>>.Create(Binder.GetMember(CSharpBinderFlags.None, "SomePropName", typeof (Program), (IEnumerable<CSharpArgumentInfo>) new CSharpArgumentInfo[1]
    {
        CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, (string) null)
    }));
}
object obj3 = Program.<>o__0.<>p__1.Target((CallSite) Program.<>o__0.<>p__1, obj1);
string str1 = target1((CallSite) p2, obj3);

Program.<>o__0.<>p__1 是 CallSite<Func<CallSite,object,object>> 类型的静态字段（在私有嵌套 class 上）。它持有对第一次访问 foo.SomePropName 时按需编译的动态方法的引用。（大概这是因为创建绑定很慢，所以缓存它可以显着提高后续访问的速度。）

此 DynamicMethod 持有对 DynamicILGenerator 的引用，后者引用最终持有令牌列表的 DynamicScope。这些标记之一是动态生成的字符串 'System.Dynamic.ExpandoObject' does not contain a definition for 'SomePropName'。该字符串存在于内存中，因此动态生成的代码可以抛出（并捕获）带有 "right" 消息的 RuntimeBinderException。

总的来说，<>p__1 字段保留了大约 2K 的数据（包括该字符串的 172 个字节）。没有支持的方法来释放此数据，因为它以编译器生成的类型上的静态字段为根。（您当然可以使用反射将该静态字段设置为 null，但这将非常依赖于当前编译器的实现细节，并且很可能在将来中断。）

据我目前所见，在 C# 代码中使用 dynamic 似乎为每个属性访问分配了大约 2K 的内存；您可能只需要考虑使用动态代码的代价。但是（至少在这个简化的示例中），该内存仅在代码第一次执行时分配，因此程序运行时间越长，它不应该继续使用更多内存；可能有不同的泄漏将工作集推到 5GB。（字符串有三个实例，因为执行 foo.SomePropName 的代码有三行；但是，如果您调用 foocall 100 次，仍然只有三个实例。）

为了提高性能并减少内存使用，您可能需要考虑使用 Dictionary<string, string> 或 Dictionary<string, object> 作为更简单的 key/value 存储（如果代码编写方式可行的话） ).请注意，ExpandoObject 实现了 IDictionary<string, object>，因此以下小的重写会产生相同的输出，但避免了动态代码的开销：

public static string foocall()
{
    string str = "", str2 = "", str3 = "";

    // use IDictionary instead of dynamic to access properties by name
    IDictionary<string, object> foo = new ExpandoObject();

    foo["SomePropName"] = "a test value";
    Console.Write("step 1?");
    var s2 = Console.ReadLine();

    // have to explicitly cast the result here instead of having the compiler do it for you (with dynamic)
    str = (string) foo["SomePropName"];

    Console.Write("step 2?");
    s2 = Console.ReadLine();
    str2 = (string) foo["SomePropName"];
    Console.Write("step 3?");
    s2 = Console.ReadLine();
    str3 = (string) foo["SomePropName"];

    return str;
}

.NET4 ExpandoObject 使用泄漏内存

.NET4 ExpandoObject usage leaking memory

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