为什么 .NET 5 GC 不收集或至少调用 Finalize明确取消引用的对象？

如何解决为什么 .NET 5 GC 不收集或至少调用 Finalize明确取消引用的对象？

我想测试垃圾收集器，但这样做很困难。

我写了以下琐碎的测试代码：

using System;

class Foo
{
   int  i;
        
   public Foo(int v)
   {
      i = v;
      Console.WriteLine($"{i} was born");
   }
   ~Foo()
   {
       Console.WriteLine($"{i} has died");
   }
}

public class Program
{
   [STAThread]
   public static void Main(string[] args)
   {
       Foo n1 = new Foo(1);
       Foo n2 = new Foo(2);
       Foo n3 = new Foo(3);
       Foo n4 = new Foo(4);
            
       Console.WriteLine("built everything");
       GC.Collect(GC.MaxGeneration,GCCollectionMode.Forced,true,true);
       GC.WaitForPendingFinalizers();
       System.Threading.Thread.Sleep(1000);
                        
       n1 = null;
       n2 = null;
       n3 = n4;
            
       Console.WriteLine("deref n1..n3");
       GC.Collect(GC.MaxGeneration,true);
       GC.WaitForPendingFinalizers();
       System.Threading.Thread.Sleep(1000);
       Console.WriteLine("done.");
   }
}

并注意到在 .NET475 和 .NET5 Fiddle 下，

1 出生
2 出生
3出生
4 出生
建造一切
deref n1..n3
完成。

垃圾收集器要么不调用我的终结器，要么不完全收集我取消引用的对象。
（注意：我的机器也是如此，没有在线小提琴）

有趣的是，当尝试 Roslyn3.8 Fiddle 时它似乎有效。

1 出生
2 出生
3出生
4 出生
建造一切
deref n1..n3
3人死亡
2人死亡
1人死亡
完成。

（注意：它甚至可以在没有我所有的“强制一切”到 GC 的情况下工作。）

我目前对 .NET GC 有点不信任危机 :)
为什么 .NET 编译器缺少我的终结器？它甚至收集了我的东西吗？

解决方法

我同意这些评论，在尝试从此类示例中理解 GC 时，您应该非常小心。你可以，只要小心点，你真的需要了解你在做什么。

这里是 JIT Tier0 (QuickJIT) 的 Debug 模式或 .NET Core 3.1/.NET 5 默认行为 - 对象的两个范围都被延长到方法结束（或者换句话说，运行时不在乎使它尽可能短）。用 Tiered compilation disabled 运行它，你会看到。

或者向 Main 方法添加优化属性（转换为禁用方法的 Tier0）：

[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveOptimization)]
public static void Main(string[] args)
{
   ...

您可以在 JIT 生成的代码及其对应的 GCInfo 级别（IL 级别不够）观察此行为。

未优化版本（Tier0） - 如您所见，分配结果（rax 调用后的JIT_New）存储在堆栈 (rbp-8 、rbp-10、rbp-18 和 rbp-20）。并且这些堆栈位置报告为 Untracked，在 GCInfo 命名法中表示 “在整个方法生命周期内被视为可访问”。

!U /d -gcinfo 00007ffd4a605ec0
Normal JIT generated code
Finalizers.Program.Main(System.String[])
ilAddr is 0000024B68962050 pImport is 0000020B3E9FF5C0
Begin 00007FFD4A605EC0,size 142

...
Code size: 142
Untracked: +rbp+10 +rbp-8 +rbp-10 +rbp-18 +rbp-20
...
.\Program.cs @ 12:
mov     rcx,7FFD4A6D4D90h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
mov     qword ptr [rbp-8],rax
...
.\Program.cs @ 13:
mov rcx,7FFD4A6D4D90h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
mov     qword ptr [rbp-10h],rax
...
.\Program.cs @ 14:
mov rcx,7FFD4A6D4D90h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
mov     qword ptr [rbp-18h],rax
...
.\Program.cs @ 15:
mov rcx,7FFD4A6D4D90h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
mov     qword ptr [rbp-20h],rax
...

优化（第 1 层） - 如您所见，分配结果确实被丢弃了（rax 被调用覆盖）。此外，正如您所看到的，safepoint（GC 可能挂起线程的地方）没有报告任何根。他们会，如果 GCInfo 想说在给定的安全点在寄存器中有一个根。

0:007> !U /d -gcinfo 00007ffd4a5e5f20
Normal JIT generated code
Finalizers.Program.Main(System.String[])
ilAddr is 00000151A7672050 pImport is 000001C2D08FF1A0
Begin 00007FFD4A5E5F20,size 1cc

...
.\Program.cs @ 12:
0000003a is a safepoint: 
mov     rcx,7FFD4A6B4240h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
00000049 is a safepoint: 
mov     rcx,rax
mov     edx,1
call    00007ffd`4a5e5b00 (Finalizers.Foo..ctor(Int32),mdToken: 0000000006000003)
.\Program.cs @ 13:
00000056 is a safepoint: 
mov rcx,7FFD4A6B4240h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
00000065 is a safepoint: 
mov     rcx,2
call    00007ffd`4a5e5b00 (Finalizers.Foo..ctor(Int32),mdToken: 0000000006000003)

.\Program.cs @ 14:
00000072 is a safepoint: 
mov rcx,7FFD4A6B4240h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
00000081 is a safepoint: 
mov     rcx,3
call    00007ffd`4a5e5b00 (Finalizers.Foo..ctor(Int32),mdToken: 0000000006000003)

.\Program.cs @ 15:
0000008e is a safepoint: 
mov rcx,7FFD4A6B4240h (MT: Finalizers.Foo)
call    coreclr!JIT_New (00007ffd`aa0806f0)
0000009d is a safepoint: 
mov     rcx,4
call    00007ffd`4a5e5b00 (Finalizers.Foo..ctor(Int32),mdToken: 0000000006000003)
...