GCHandle Leak

刚刚在园子里看到一篇文章《.net中的游魂现象》，正好这两天关心这个问题，就打算再写篇文章和大家讨论一下，先给大家提两个问题：

问题1：点击button1后，Timer会被GC回收吗？点击button2后呢？为什么？（这个问题来自《.net中的游魂现象》这篇文章中，不过便有分析，Timer现在是System.Windows.Forms.Timer）。

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            System.Windows.Forms.Timer t = new System.Windows.Forms.Timer();
            t.Interval = 1000 * 2;
            t.Tick+=delegate{
                Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString());
            };
            t.Start();
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            GC.Collect();
            GC.WaitForPendingFinalizers();
            GC.Collect();
        }

问题2：在点击button1后，Form2会被GC回收吗？点击button2后呢？为什么？

    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                Form form = new Form2();
                form.Show();
            }
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            GC.Collect();
            GC.WaitForPendingFinalizers();
            GC.Collect();
        }
    }

    public class Form2 : Form
    {
        private byte[] _data;

        public Form2()
        {
            int length = 2 * 1024 * 1024;//2M
            this._data = new byte[length];
            for (int i = 0; i < length; i += 1024)
            {
                this._data[i] = 1;
            }

            this.ClientSize = new Size(200, 200);
            this.Load += new EventHandler(Form2_Load);
        }

        private void Form2_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            this.Close();
            this.Dispose();
        }       
    }

我们分析一下问题1，实际上问题2也是类似的问题，只不过更难分析罢了，有兴趣你也调试一下吧。
附件：TestApp.rar
以下是我的调试过程：
一，使用SOS分析内存中的状态。
1，点击button1, 执行完成后点击几次button2，执行垃圾回收，然后在button2_Click开始处下断点，使用SOS分析一下现在内存状态。

2，加载sos.dll
.load C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll
extension C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\sos.dll loaded

3，dump堆中System.Windows.Forms.Timer类型的对象
!dumpheap -type System.Windows.Forms.Timer
PDB symbol for mscorwks.dll not loaded
 Address       MT     Size
01ec25cc 602ccc44       48    
01ec2628 602d7b9c       52    
total 2 objects
Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
602ccc44        1           48 System.Windows.Forms.Timer
602d7b9c        1           52 System.Windows.Forms.Timer+TimerNativeWindow
Total 2 objects
发现有一个System.Windows.Forms.Timer存活，可见，Timer并没有被垃圾回收。

4，使用GCHandle查看当前进程存活的GCHandles。
!GCHandles
GC Handle Statistics:
Strong Handles: 51
Pinned Handles: 7
Async Pinned Handles: 0
Ref Count Handles: 0
Weak Long Handles: 15
Weak Short Handles: 68
Other Handles: 0
Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
617f0770        1           12 System.Object
60f926d8        1           12 System.Diagnostics.TraceListenerCollection
617f1cd4        1           20 System.RuntimeType
617f1220        1           28 System.SharedStatics
60f8246c        1           32 Microsoft.Win32.NativeMethods+WndProc
60f822e4        1           32 Microsoft.Win32.NativeMethods+ConHndlr
00126f3c        1           32 Microsoft.VisualStudio.Debugger.Runtime.Main+_ThrowCrossThreadMessageException
60f9ccdc        1           40 System.Diagnostics.BooleanSwitch
602ccc44        1           48 System.Windows.Forms.Timer
...
Total 141 objects
当我在使用GCHandles查看进程中存活的GCHandles后，发现Timer居然被GCHandle抓着，在.NET的垃圾回收机制中，强GCHandle是不会被垃圾回收器收集的，它们被认为是垃圾收集中引用的root对象，由这些对象抓着的子对象也不会被收集，只有弱GCHandle才能被垃圾回收器收集。关于GCHandle，可以查看MSDN-GCHandleType枚举。现在问题明白了，问题1中的代码存在GCHandle泄露，在调用GCHandle.Alloc方法后，没有调用GCHandle.Free方法释放它。

二，使用Reflector看看System.Windows.Forms.Timer的源代码吧，看看源代码中到底是怎么回事

    public class Timer : Component
    {
        public virtual bool Enabled
        {
            get
            {
                if (this.timerWindow == null)
                {
                    return this.enabled;
                }
                return this.timerWindow.IsTimerRunning;
            }
            set
            {
                lock (this.syncObj)
                {
                    if (this.enabled != value)
                    {
                        this.enabled = value;
                        if (!base.DesignMode)
                        {
                            if (value)
                            {
                                if (this.timerWindow == null)
                                {
                                    this.timerWindow = new TimerNativeWindow(this);
                                }
                                this.timerRoot = GCHandle.Alloc(this);
                                this.timerWindow.StartTimer(this.interval);
                            }
                            else
                            {
                                if (this.timerWindow != null)
                                {
                                    this.timerWindow.StopTimer();
                                }
                                if (this.timerRoot.IsAllocated)
                                {
                                    this.timerRoot.Free();
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

        public void Start()
        {
            this.Enabled = true;
        }

        public void Stop()
        {
            this.Enabled = false;
        }

     
    }

在System.Windows.Forms.Timer的Enable属性的代码中，我们可以清楚的看到如果设置Enable=true，则Timer会被强GCHandle抓着，如果设成false，才能够调用到GChandle.Free()方法释放它。

所以在例一的代码中，点击button1后，Timer不会被垃圾回收，点击button2后，Timer也不会不垃圾回收。如果想要Timer被垃圾回收，必须调用Enable=false或等价代码，如调用Stop方法，Dispose方法等。

例二其实也是同样的问题，有兴趣的朋友可以分析一下。《.net中的游魂现象》这篇文章中的代码也是同样的问题，可以通过GCHandle看到System.Threading._TimerCallback被GCHandle抓着没有释放，只不过这是在Unmanaged代码中做的，不便于调试。

在写代码中要注意这些小问题，不然内存泄露会带来大问题喔。:)欢迎大家拍砖~~