一：背景
1. 讲故事
最近在分析 dump 时，发现有程序的卡死和WeakReference有关，在以前只知道怎么用，但不清楚底层逻辑走向是什么样的，借着这个 dump 的契机来简单研究下。
二：弱引用的玩法
1. 一些基础概念
用过 WeakReference 的朋友都知道这里面又可以分为弱短和弱长两个概念，对应着构造函数中的trackResurrection参数，同时它也是对底层GCHandle.Alloc 方法的封装，参考源码如下：
public WeakReference(object? target, bool trackResurrection){ Create(target, trackResurrection);}
private void Create(object target, bool trackResurrection){ nint num = GCHandle.InternalAlloc(target, trackResurrection ? GCHandleType.WeakTrackResurrection : GCHandleType.Weak); _taggedHandle = (trackResurrection ? (num | 1) : num); ComAwareWeakReference.ComInfo comInfo = ComAwareWeakReference.ComInfo.FromObject(target); if (comInfo != null) { ComAwareWeakReference.SetComInfoInConstructor(ref _taggedHandle, comInfo); }}
public enum GCHandleType{ // // Summary: // This handle type is used to track an object, but allow it to be collected. When // an object is collected, the contents of the System.Runtime.InteropServices.GCHandle // are zeroed. Weak references are zeroed before the finalizer runs, so even if // the finalizer resurrects the object, the Weak reference is still zeroed. Weak = 0, // // Summary: // This handle type is similar to System.Runtime.InteropServices.GCHandleType.Weak, // but the handle is not zeroed if the object is resurrected during finalization. WeakTrackResurrection = 1}
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从上面的 GCHandleType 的注释来看。
可能这么说有点抽象，画张图如下：
2. 一个简单的测试例子
为了方便讲述两者的区别，使用 对象复活 来做测试。
1、Weak 的情况
因为在 ScanForFinalization 方法之前做的判断，所以与垃圾对象的联系会被马上切断，参考代码如下：
class Program { static void Main() { WeakReferenceCase();
GC.Collect(); GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine(weakHandle.Target ?? "Person 引用被切断");
Console.ReadLine(); }
public static GCHandle weakHandle;
static void WeakReferenceCase() { var person = new Person() { ressurect = false }; weakHandle = GCHandle.Alloc(person, GCHandleType.Weak); } }
public class Person { public bool ressurect = false;
~Person() { if (ressurect) { Console.WriteLine("Person 被永生了，不可能被消灭的。。。"); GC.ReRegisterForFinalize(this); } else { Console.WriteLine("Person 析构已执行..."); } } }
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2、WeakTrackResurrection 的情况
因为是在 ScanForFinalization 之后做的判断，这时候可能会存在 对象复活 的情况，所以垃圾又变成不垃圾了，如果是这种情况就不能切断，参考代码如下：
static void WeakReferenceCase(){ var person = new Person() { ressurect = true }; weakHandle = GCHandle.Alloc(person, GCHandleType.WeakTrackResurrection);}
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3. coreclr 源码分析
在 coreclr 里有一个 struct 枚举强对应 GCHandleType 结构体，而且名字看的更加清楚，代码如下：
typedef enum{ HNDTYPE_WEAK_SHORT = 0, HNDTYPE_WEAK_LONG = 1,}HandleType;
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接下来看下刚才截图源码上的验证。
void gc_heap::mark_phase(int condemned_gen_number, BOOL mark_only_p){ // null out the target of short weakref that were not promoted. GCScan::GcShortWeakPtrScan(condemned_gen_number, max_generation, &sc);
dprintf(3, ("Finalize marking")); finalize_queue->ScanForFinalization(GCHeap::Promote, condemned_gen_number, mark_only_p, __this);
// null out the target of long weakref that were not promoted. GCScan::GcWeakPtrScan(condemned_gen_number, max_generation, &sc);}
BOOL CFinalize::ScanForFinalization(promote_func* pfn, int gen, BOOL mark_only_p, gc_heap* hp){ for (unsigned int Seg = startSeg; Seg <= gen_segment(0); Seg++) { Object** endIndex = SegQueue(Seg); for (Object** i = SegQueueLimit(Seg) - 1; i >= endIndex; i--) { CObjectHeader* obj = (CObjectHeader*)*i;
if (!g_theGCHeap->IsPromoted(obj)) { if (method_table(obj)->HasCriticalFinalizer()) { MoveItem(i, Seg, CriticalFinalizerListSeg); } else { MoveItem(i, Seg, FinalizerListSeg); } } } }
if(finalizedFound) GCToEEInterface::EnableFinalization(true);
return finalizedFound;}
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源码中有几个注意点：
1、如何判断一个对象为垃圾
gc 在标记时，将有根的对象 mt 的第一位设为 1 来表示当前已经标记过，即有用对象，未被标记的即为垃圾对象。
2、终结器线程真的被启动了吗
从简化的源码看，一旦有垃圾对象被送入到 终结器队列的 预备区 时，就会通过 GCToEEInterface::EnableFinalization(true) 启动终结器线程，所以在测试代码中加了 GC.WaitForPendingFinalizers(); 就是为了等待终结器线程执行完毕然后才判断 Target，这样结果就会更加准确。
4. 切断逻辑在哪里
有些朋友会好奇那个 weakHandle.Target=null 的逻辑到底在 coreclr 的何处，这个比较简单，可以用 windbg 下 ba 断点即可，我们还是拿弱引用来举例，截图如下：
文章转载自：一线码农
原文链接：https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/18272869
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq
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