C#内存开销从何而来

我这里有点资源问题。似乎.NET正在产生大量的内存开销，并且/或者没有释放出它本不需要的内存。但问题在于：

我有一个对象，它读取以下类的STL文件：

public class cSTLBinaryDataModel
{
    public byte[] header { get; private set; }
    public UInt32 triangleCount { get { return Convert.ToUInt32(triangleList.Count); } }
    public List<cSTLTriangle> triangleList { get; private set; }

    public  cSTLBinaryDataModel()
    {
        header = new byte[80];
        triangleList = new List<cSTLTriangle>();
    }

    public void ReadFromFile(string in_filePath)
    {
        byte[] stlBytes;
//Memory logpoint 1
        stlBytes = File.ReadAllBytes(in_filePath);
//Memory logpoint 2
        ReadHeader(stlBytes.SubArray(0, cConstants.BYTES_IN_HEADER));
        ReadTriangles(stlBytes.SubArray(cConstants.BYTES_IN_HEADER, stlBytes.Length - cConstants.BYTES_IN_HEADER));
//Evaluate memory logpoints here
    }

    private void ReadHeader(byte[] in_header)
    {
        header = in_header;
    }

    private void ReadTriangles(byte[] in_triangles)
    {
        UInt32 numberOfTriangles = BitConverter.ToUInt32(cHelpers.HandleLSBFirst(in_triangles.SubArray(0, 4)), 0);
//Memory logpoint 3
        for (UInt32 i = 0; i < numberOfTriangles; i++)
        {
            triangleList.Add(new cSTLTriangle(in_triangles.SubArray(Convert.ToInt32(i * cConstants.BYTES_PER_TRIANGLE + 4), Convert.ToInt32(cConstants.BYTES_PER_TRIANGLE))));
        }
//Memory logpoint 4
    }
}

类

cVector

为：（为这么多代码感到抱歉）

如果我计算我的类中使用的类型的大小，那么对于

cSTLTriangle

的一个实例，它总共是51个字节。我知道必须有一个开销来容纳功能等。但是，如果我将这个大小乘以三角形的数量，结果是512,3MB，这与实际的文件大小非常一致。我可以想象

三角形列表

占用的内存量大致相同（同样考虑到轻微的开销，它是一个

列表

无），但不是！（使用GC.GetTotalMemory（false）计算内存）

从Logpoint 1到Logpoint 2，增加了526660800字节，这相当准确地表示加载到字节数组中的STL文件的大小。 Logpoint 3和Logpoint 2之间的增量大致相同，这是可以理解的，因为我将子数组传递给

ReadTriangles

方法。

子数组

是我在这里找到的代码，所以（这可能是伪装中的魔鬼吗？）

公共静态T[]子数组（此T[]数据，int索引，int长度）
{
T[]结果=新的T[长度]；
复制（数据、索引、结果、0、长度）；
返回结果；
}

事情在下一个关键时刻变得荒谬可笑。在Logpoint 4和Logpoint 3之间，内存使用量大约增加了原始STL文件大小的4.73倍（如您所见，在解析每个三角形时，我大量使用

.SubArray

）

当我让程序继续运行时，内存使用没有显著增加：好，但也没有减少：坏。我希望保存文件的

字节[]

会释放内存，因为它超出了范围，我传递给

ReadTriangles（字节[]…）

的子数组也超出了范围，但不知怎的，它们没有。我最终得到的“开销”是原始STL数据大小的5.7倍

这是正常的行为吗？NET运行时是否会像Photoshop一样，在获得一些jucy RAM后保持内存分配（即使已扩展到磁盘）？如何减少此类组合的内存占用？

编辑：

• 问题发生在Win7 Enterprise x64上。NET 4.5，为x64编译（也为AnyCPU编译）
• 在对象创建完成后（在对象本身之外），我调用了

  GC.Collect（）

  ，但什么也没有发生。只有在将对象引用设置为

  null

  之后，我才恢复了内存

---

在logpoint 2之后，也许您可以尝试将代码拆分一点，这样您就有了一个

byte[] header
byte[] triangles

在分割完原始字节数组后，将其设置为null，然后可以使用

System.GC.Collect（）

强制垃圾收集器运行。这将为您节省一点内存

 public void ReadFromFile(string in_filePath)
    {
        byte[] stlBytes;
//Memory logpoint 1
        stlBytes = File.ReadAllBytes(in_filePath);
//Memory logpoint 2
        byte[] header = stlBytes.SubArray(0, cConstants.BYTES_IN_HEADER);
        byte[] triangles = stlBytes.SubArray(cConstants.BYTES_IN_HEADER, stlBytes.Length - cConstants.BYTES_IN_HEADER);
        ReadHeader(header);
        ReadTriangles(triangles);
        stlBytes = null;
        System.GC.Collect();
//Evaluate memory logpoints here
    }

---

有几件事可以尝试减少内存使用

首先，如果可能的话，您应该重写文件加载代码，以便它只加载所需的数据，而不是一次加载整个文件

例如，可以将标题作为单个块读取，然后将每个三角形的数据作为单个块（在循环中）读取

第二，您的大对象堆可能正在经历碎片化，垃圾收集器不会移动大对象，因此无法对其进行碎片化。（如果.Net 4.51修复了此问题，则必须显式启用大型对象堆碎片整理，并显式启动它。）

您可以通过预先调整

三角形列表的大小来缓解此问题

此时，您依次将每个三角形添加到
三角形列表
，从一个容量为零的列表开始。这意味着每隔一段时间列表的容量就会被超过，导致列表被扩展

当列表处于满负荷状态时，通过向列表中添加项目来展开列表时，它将：


创建两倍于当前缓冲区大小的新内部缓冲区
将旧缓冲区复制到新缓冲区
删除旧的缓冲区
将新项复制到新缓冲区

问题有两个方面：

大量冗余复制正在进行
如果内部缓冲区超过将对象放入大型对象堆的阈值，则可能会得到堆碎片
由于您事先知道三角形列表的最大大小，因此可以通过在添加项目之前设置列表的容量来解决此问题：

triangleList.Capacity = numberOfTriangles;

内存开销

您的
cVector
类增加了大量内存开销。在32位系统上，如果我没有记错的话，任何引用对象都有12个字节的内存开销（尽管其中4个字节可以由字段自由使用）。让我们使用8字节的开销。因此，对于10000000个三角形，每个三角形包含4个向量，这将upp添加到：

10000000*4*8=305 MB的开销

如果您在64位系统上运行，则该值是以下值的两倍：

10000000*4*16=610 MB的开销

除此之外，您还有四个参考的开销，每个
cSTLTriangle
将有四个参考向量，为您提供：

10000000*4*4=152 MB（32位）

10000000*4*8=305 MB（64位）

正如您所看到的，所有这些都会增加相当大的开销

因此，在本例中，我建议您将
cVector
a
struct
。如注释中所述，结构可以实现接口（以及属性和方法）。请注意@Jcl提到的那个一点

您的
cSTLTriangle
类也有同样的问题（对于32-b，大约有76/152 MB的开销）
byte[] header
byte[] triangles

 public void ReadFromFile(string in_filePath)
    {
        byte[] stlBytes;
//Memory logpoint 1
        stlBytes = File.ReadAllBytes(in_filePath);
//Memory logpoint 2
        byte[] header = stlBytes.SubArray(0, cConstants.BYTES_IN_HEADER);
        byte[] triangles = stlBytes.SubArray(cConstants.BYTES_IN_HEADER, stlBytes.Length - cConstants.BYTES_IN_HEADER);
        ReadHeader(header);
        ReadTriangles(triangles);
        stlBytes = null;
        System.GC.Collect();
//Evaluate memory logpoints here
    }

triangleList.Capacity = numberOfTriangles;