C#经典内存泄露场景的写法解析

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内存泄漏是指程序中的内存分配无法正确释放，导致程序持续占用内存而不释放，最终可能导致系统资源不足的问题。

在C#中，常见的内存泄漏场景包括：

事件处理器未正确移除： 在使用事件时，如果未正确移除事件处理器，会导致事件订阅者对象无法被垃圾回收，从而产生内存泄漏。
循环引用：对象之间相互引用，但没有释放引用关系，导致对象无法被垃圾回收。
长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用：如果一个长生命周期的对象持有一个短生命周期对象的引用，而这个短生命周期对象实际上应该被回收，就会导致内存泄漏。
静态集合：在静态集合中存储了大量对象，并且没有及时清理，导致对象无法被释放。
大对象或大数组未释放：在使用大对象或大数组时，如果未及时释放，可能导致内存泄漏。
使用非托管函数 当使用非托管资源（如内存、句柄等）时，必须手动释放这些资源。如果未正确释放资源，将导致内存泄漏。

产生内存泄漏的原因通常包括：

错误的对象引用管理

弱引用未正确使用

缓存未正确清理

大对象未正确处理

对象池未正确管理

要查找和分析内存泄漏，可以采取以下步骤：

使用内存分析工具：如.NET Memory Profiler、ANTS Memory Profiler等工具可以帮助检测内存泄漏并定位问题代码。
分析堆栈信息：通过查看堆栈信息可以了解对象的创建和释放过程，帮助定位内存泄漏的原因。
检查代码逻辑：仔细检查代码，确保对象的引用关系和生命周期管理正确。

常见的错误示例：

事件处理器未正确移除导致的内存泄漏：

using System;

public class EventLeakExample
{
    public event EventHandler MyEvent;

    public void Subscribe()
    {
        MyEvent += MyEventHandler;
    }

    public void Unsubscribe()
    {
        // 忘记移除事件处理器
        // MyEvent -= MyEventHandler;
    }

    private void MyEventHandler(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("Event handled.");
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        EventLeakExample example = new EventLeakExample();
        example.Subscribe();

        // 模拟对象不再需要，但未正确释放
        // example.Unsubscribe();

        // 如果不调用Unsubscribe方法，会导致内存泄漏
        // 事件处理器仍然保持对example对象的引用，使其无法被垃圾回收

        example = null; // 此时example对象应该被释放，但由于事件处理器未移除，可能导致内存泄漏

        // 进行垃圾回收，可能无法释放example对象
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        GC.Collect();

        Console.WriteLine("Memory leak check complete. Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}

使用非托管函数调用时可能导致的内存泄漏

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public class UnmanagedLeakExample
{
    [DllImport("kernel32.dll")]
    private static extern IntPtr LocalAlloc(int uFlags, IntPtr uBytes);

    [DllImport("kernel32.dll")]
    private static extern IntPtr LocalFree(IntPtr hMem);

    private IntPtr _unmanagedMemory;

    public void AllocateMemory()
    {
        // 分配非托管内存
        _unmanagedMemory = LocalAlloc(0x40, new IntPtr(1000)); // LPTR: zero-initialized, 1000 bytes
    }

    public void FreeMemory()
    {
        // 释放非托管内存
        if (_unmanagedMemory != IntPtr.Zero)
        {
            LocalFree(_unmanagedMemory);
            _unmanagedMemory = IntPtr.Zero;
        }
    }

    ~UnmanagedLeakExample()
    {
        // 在析构函数中释放非托管资源
        FreeMemory();
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        UnmanagedLeakExample example = new UnmanagedLeakExample();
        example.AllocateMemory();

        // 在使用后未释放非托管资源
        // example.FreeMemory();

        example = null; // 此时example对象应该被释放，但由于未释放非托管资源，可能导致内存泄漏

        // 进行垃圾回收，可能无法释放example对象
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        GC.Collect();

        Console.WriteLine("Memory leak check complete. Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}

要避免由非托管函数引起的内存泄漏，需要确保以下几点：

正确释放非托管资源：使用Marshal类中的方法来释放非托管资源，如Marshal.FreeHGlobal释放全局内存、Marshal.Release释放
COM 对象等。

检查非托管代码：对于调用非托管函数的情况，需要确保非托管代码中的内存管理是正确的，没有内存泄漏。

使用安全的封装：将非托管函数封装在安全的托管类中，并在该类的析构函数中释放非托管资源，以确保资源被正确释放。

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