.NET Framework GC.Keep Alive方法的实现原理分析

杨存伟

（西南大学 计算机科学与技术系，重庆 402460）

在.NET中，内存资源分为托管资源和非托管资源，其中托管资源指的是.NET 可以自动进行回收的资源，主要是指托管堆上分配的内存资源[1]。GC 类中包含了垃圾回收相关的方法，其中GC.KeepAlive 是其中一个较为特别的方法，它利用编译器和运行时的特性，阻止对象过早被回收。

1 GC.KeepAlive 的使用场景

示例1

在类Value中，实现了IDisposable中的Dispose方法，在类OuterClass 中，析构方法调用类成员i 的Dispose 方法来释放资源。

在Main 函数中，生成了一个Outerclass 的对象，变量名为outer，并将outer.i 作为参数传递给Do函数。outer.i 作为参数传入之后，不存在对Outerclass 的对象的使用，因此垃圾回收器认为该对象已经无用，而outer.i 是有效的。从这时起到程序运行结束的任何时刻，垃圾回收器都有可能执行一次回收（回收Outerclass 的对象）。在垃圾回收器调用outer 的析构方法后，outer.i 已经执行了Dispose 方法，从而Do 函数中对outer.i 的操作可能是无效的，造成程序出错（图1）。

图1 不调用GC.KeepAlive 方法时程序的执行流程

若在Do(outer.i)后添加“GC.KeepAlive(outer)”，则Do 方法调用之后依然有对outer 的使用，保证了在调用Do 方法的时候，OuterClass 的对象不会被垃圾回收器回收（图2）[2]。

图2 调用GC.KeepAlive 方法时程序的执行流程

2 实现原理

Microsoft 对该方法的官方实现为：

2.1 属性(Attribute)的使用

属性（Attribute）是用于在运行时传递程序中各种元素（类、结构体、方法等）的行为信息的声明性质的标签，它添加元数据，如编译器指令和注释、描述、方法、类等其他信息。

.NET 提供了两种类型的特性：预定义特性和自定义特性。MethodImplAttribute 和Reliability-Contract 都属于预定义特性[3]。

2.2 MethodImplAttribute 的使用

MethodImplAttribute 属性指定了一个方法是怎样编译和执行的。……