本文简述了 C# 中 GC.KeepAlive 函数的实际作用

一直以为 GC.KeepAlive 可以用于使某个托管对象永久的不被垃圾回收(调用该函数后需要主动进行 Free 之类的操作,类似于 GCHandle),但事实证明自己还是犯了望文生义的错误, GC.KeepAlive 虽然确实用于阻止托管对象的垃圾回收,但是在方式方法上和我之前的理解大相径庭.

首先我们来看下 GC.KeepAlive 的代码实现:

// some method attributes here
public static void KeepAlive(object obj)
{
}

你没有看错, GC.KeepAlive 其实是一个 空方法! 他不做任何的实际操作,那么该方法是如何做到阻止托管对象垃圾回收的呢?

我们来看个(简略)代码示例:

class SomeClass 
{
    // disposable data which is inited in SomeClass's constructor
    public SomeOtherClass Value;
    
    ...
}

...

void Method()
{
    var obj = new SomeClass();
    OtherMethod(obj.Value);
}

代码中 Method 方法创建了一个 SomeClass 实例,然后调用了另一个方法 OtherMethod 去处理该实例的 Value 成员.

代码比较简单,逻辑上也没有什么问题,但是如果 SomeClass 定义了终结器,并在终结器中 Dispose 了 Value 成员(关于 Dispose 可以看看之前的一篇相关文章),那就有问题了:

class SomeClass 
{
    // disposable data which is inited in SomeClass's constructor
    public SomeOtherClass Value;
    
    ~SomeClass()
    {
        // NOTE　after Dispose, "Value" can not be used anymore
        Value.Dispose();
    }
    
    ...
}

...

void Method()
{
    var obj = new SomeClass();
    OtherMethod(obj.Value);
}

注意一下 Method 方法中对 SomeClass 实例(obj)的使用: OtherMethod(obj.Value), 这里我们是将 obj 的 Value 传递给 OtherMethod 方法,而不是将 obj 传递给 OtherMethod 方法,也就是说在 obj 的 Value 入栈之后(IL调用方法之前的一种操作),调用 OtherMethod 方法之前, obj 已经不可达了(obj.Value 还是可达的,因为栈上还有对他的引用,但是 obj 本身已经不可达了),编译器完全可以在 OtherMethod 方法调用前(或者返回前)执行 obj 的终结器,又由于 obj 的终结器 Dispose 了 obj.Value,于是便会导致 OtherMethod 方法中使用 obj.Value 出错(虽然 obj.Value 引用依旧有效,但是已经被 obj 的终结器 Dispose 了)

怎么办呢? 方法就是使用 GC.KeepAlive :

class SomeClass 
{
    // disposable data which is inited in SomeClass's constructor
    public SomeOtherClass Value;
    
    ~SomeClass()
    {
        // NOTE　after Dispose, "Value" can not be used anymore
        Value.Dispose();
    }
    
    ...
}

...

void Method()
{
    var obj = new SomeClass();
    OtherMethod(obj.Value);
    GC.KeepAlive(obj);
}

由于使用了 GC.KeepAlive(obj),编译器便发现 obj 的引用在 OtherMethod 方法调用之后依然可达(因为 GC.KeepAlive 引用了他,尽管 GC.KeepAlive 本身只是个空方法),于是便不会提前释放 obj 了.

总结来说, GC.KeepAlive 只是给编译器的提示(hint),抑制其过早的释放(垃圾回收)某些不可达的托管对象,和 GCHandle 抑制垃圾回收的方式还是大有不同的(GC.KeepAlive 面向编译器,GCHandle 面向程序员).