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C# 内存泄漏

王林

发布： 2024-09-03 15:21:56

原创

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内存泄漏是指程序或应用程序长时间使用系统主内存时发生的情况。当程序在执行过程中不释放其占用的内存时，即使在完成执行过程后，分配的内存空间也会降低系统的性能并导致系统无响应。在本主题中，我们将学习 C# 内存泄漏。

释放未使用的已分配内存是垃圾收集器的责任，但我们仍然会遇到内存泄漏的问题，因为我们有时会从在整个应用程序的生命周期中从未超出范围的变量引用未使用的对象。

语法

C#中有很多方法可以避免内存泄漏；在使用非托管资源时，我们可以借助“using”语句来避免内存泄漏，该语句内部调用 Dispose() 方法。 ‘using’语句的语法如下：

using(var  objectName = new AnyDisposableType)
{
//user code
}

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上面的语句中，‘var’是关键字，用于存储任意类型的数据，编译器可以在编译时判断出该数据类型。 “objectName”是任何用户定义的对象名称。 ‘new’是用于初始化对象的关键字，‘AnyDisposableType’可以是任何类，如 StreamReader、BinaryReader、SqlConnection 等，其对象可以通过 ‘using’ 语句来处理。

C# 中的内存泄漏是如何发生的？

对于.NET应用程序，我们有一个垃圾收集器来处理未使用的内存，但我们仍然遇到内存泄漏的问题。这并不意味着垃圾收集器无法正常工作，而是由于程序员的一些无知而发生这种情况。

假设我们在很长一段时间内忽略应用程序中的内存泄漏。在这种情况下，我们会增加应用程序的内存消耗，这会降低应用程序的性能并逐渐破坏它，从而引发 OutOfMemoryException。

C# 中内存泄漏的主要原因有两个：

第一个原因是有一个不再需要的未使用对象，但仍被变量引用，该变量在整个应用程序的生命周期中都有其作用域。由于该对象具有引用，因此它不会被垃圾收集器销毁，并且将永远保留在内存中，并且可能成为内存泄漏的原因。这种情况的一个例子是我们已经注册但从未取消注册的事件。
第二个原因是为非托管资源分配了内存，然后在使用后没有释放它。与托管资源一样，非托管资源无法自动进行垃圾收集。因此，程序员有责任在使用后释放该内存。

导致C#内存泄漏的一些原因如下：

当我们订阅一个事件时，发布该事件的类持有订阅该事件的类的引用。因此，垃圾收集器不会处理订阅该事件的类的对象，同时，如果程序员不取消订阅该事件，则会导致内存泄漏。
在匿名方法中捕获类成员可能会导致内存泄漏。
静态类及其关联的静态变量以及这些静态变量引用的任何内容永远不会被垃圾回收，并可能导致内存泄漏。
无限期地使用缓存功能可能会导致内存泄漏。
如果我们有一个无限运行的线程，该线程在我们的应用程序中没有任务但引用了对象，这可能会导致内存泄漏。
垃圾收集器不管理非托管资源。因此，使用非托管资源后不处理它可能会导致内存泄漏。

C# 内存泄漏示例

下面提到了不同的示例：

示例#1

此示例显示了一个线程等待自身终止，因此可能成为内存泄漏的原因。

代码：

using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp4
{
public class Program
{
public static void Main()
{
while (true)
{
Console.WriteLine("Press enter key to start new thread");
Console.ReadLine();
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(StartThread));
thread.Start();
}
}
public static void StartThread()
{
Console.WriteLine("Thread " +
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " started");
//Wait until current thread terminates
Thread.CurrentThread.Join();
}
}
}

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输出：

C# 内存泄漏

每当我们在上面的程序中按“Enter”键时，它的内存利用率就会增加。

示例#2

示例显示在“using”语句的帮助下使用非托管资源以避免内存泄漏。

代码：

using System;
using System.IO;
namespace ConsoleApp4
{
public class Program
{
public static void Main()
{
string filePath = @"E:\Content\memoryLeak.txt";
string content = string.Empty;
try
{
//writing file using StreamWriter
//making use of 'using' statement to dispose object after using it
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(filePath))
{
writer.WriteLine("Learning C# programming");
}
//reading file using StreamReader
using (StreamReader streamReader = new StreamReader(filePath))
{
content = streamReader.ReadToEnd();
}
}
catch (Exception exception)
{
Console.WriteLine(exception.Message);
Console.ReadLine();
}
Console.WriteLine(content);
Console.ReadLine();
}
}
}

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输出：

C# 内存泄漏

如何避免 C# 中的 OutOfMemoryException？

避免 C# 中内存泄漏导致 OutOfMemoryException 的一些要点如下：

如果我们订阅了一个事件，我们需要从该事件中取消注册事件处理程序。我们可以通过实现 IDisposable 来做到这一点。
在匿名方法中捕获局部变量而不是类变量可以避免内存泄漏。
避免在我们的应用程序中过多使用静态变量，特别是当这些变量是引用类型时，我们可以避免内存泄漏的情况。
如果我们的应用程序有缓存功能，那么我们需要定期清除缓存，特别是当它长时间不用时。我们还可以限制缓存大小，并可以利用 WeakReference 来存储缓存对象。
正确管理应用程序中的线程可以避免内存泄漏。