[.NET] Memory Leaks

前陣子在工作上遇到了"OutOfMemory"的例外，深感驚訝，以為在GC環境下，這種像是慢性病的東西可以從此與我絕緣，真要下手查BUG時，突然理解到，關於GC，關於記憶體分配模型，我理解的太模糊，才會感覺每一行指令好像都值得懷疑似的（最後發現是TextBox內容控制機制有問題）

.NET的記憶體分配模型：

• 堆疊（Stack）：
• 何時被分配？
• 進入函式，配置實值物件，或宣告實例參考時
• 依序連續分配，像是盤子一層層疊起來所以稱為Stack
• 什麼東西會被分配？
• 實值型別（Value Type）物件
• 註：可以從物件是否繼承自System.ValueType來確定是否為實值型別
• 例如：Int , Float , 使用Structure宣告的物件
• 參考型別（Reference Type）參考（Reference），可稱為Handle，概念上可以想成指標
• 何時被回收？
• 當函式退出（Return）時，按照分配順序一層層移除，後進先出
• 註：所以若在此函式範圍做了 Object a = new Object，在退出此函式時參考a會被沒收，此時跟a鏈結的物件，就成了無主遊魂，很快地會被牛頭馬面GC（Garbage Collector）回收，帶到陰曹地府等待投胎轉世（輪迴？）

• 託管堆積（Managed Heap）：
• 何時被分配？
• 隨時隨地，在你使用New配置物件時
• 什麼東西會被分配？
• 參考型別物件，可稱為Instance
• 註：String是參考型別物件，分配在堆積上，只是其屬性為不可修改（Immutable）
• 何時會被回收？
• 當GC掃描到此Instance並無任何參考指向他，便會標記起來，接著自動回收

• 非託管堆積（Unmanaged Heap）：
• 何謂非託管？
• 就是非在CLR上執行的程式，不受.NET管理，好比你用C語言基於Standard Library寫出來的程式
• 何時被分配？
• 隨時隨地，在你使用New/malloc配置物件時
• 什麼東西會被分配？
• 任何你用New/malloc配置的東西
• 何時會被回收？
• 必須手動明確（Explicit）地呼叫Delete/Free，此物件所佔據的記憶體空間才會被釋放

可能的記憶體洩漏原因：

• 有問題的非託管程式碼
• 物件被分配（New/malloc）出來了，但忘記寫下Delete（Free），典型的錯誤
• 最可怕的是第三方供應商的函式庫有問題，你沒程式碼他又不想理你
• 託管程式碼：
• 對於IDisposable物件，使用過後未呼叫Dispose（）
• 非託管程式碼或是運用到獨佔資源（Resource）的物件可能會實作此介面，作為提供呼叫端明確呼叫釋放時機的可能性
• 例如：Filestream、SqlConnection、Usercontrol
• 需要手動控制釋放時機的物件才實做IDisposable（程式結束時釋放的那種不算）
• 對於所有IDisposable物件，盡量使用Using，減少人為失誤造成的困擾
• 物件已失去參考，但隸屬的EventHandler仍與活動中的Event連結
• 由於成員函式隱含實例作為參考，可能會使得EventHandler對應的物件無法被釋放（這點相當有趣，物件成員函式預設至少有一引數為自己）
• 其他，自己應用上的失誤
• Queue：Enqueue沒有Dequeue的快，結果就是一直累積
• 傾盡CPU全力，狂寫檔案（StreamWriter.Write()），緩衝區被玩爆（這種問題很快會爆發，好查）
• 記憶體控制機制設計有問題
• 案例分析：瀑布式Textbox表現行數控制

分析記憶體洩漏的好工具，perfmon.exe

• 心得：
• 帶出的數據非常完整，而且可以設定固定採集時間長度，記錄在不同的採集檔內，比起自己在程式碼內寫LOG，用這工具比較能確保實驗在固定的資料搜集條件下進行
• 抓漏心法：
• 找出可能的嫌疑點，開perfmon設定長度N分鐘週期M秒採樣，時間到後觀察增長趨勢
• 沒改善，表示找錯方向，改動其他嫌疑點，重複上面過程，再看一遍
• 詳細使用方法：
• http://blog.csdn.net/lazyleland/article/details/6704661
• 非常好的評論：
• http://www.codeproject.com/Articles/42721/Best-Practices-No-Detecting-NET-application-memo#Avoidtaskmanagertodetectmemoryleak
• 摘要：
• 不要用Task Manager觀察是否洩漏，因為其表現的是總分配空間而非實際使用空間，且涵蓋了與其他行程共用的Shared Memory大小
• 應該還是用Perfmon.exe作為分析工具
• Private Byte增長：表示Unmanaged Code洩漏
• ByteInAllHeap增長：表示Managed Code洩漏

參考資料：
經常性的字串處理你該用StringBuilder
Using using as grantee (even for the filestream):
Close and Dispose
Heap、Stack、Reference Type、Value Type、Boxing、Unboxing