c# - 图像处理循环中的内存异常(需要比 GC.collect 更好的解决方案)

Question

我正在制作一个小应用程序，它在 Windows 窗体中显示实时网络摄像头，并且还存储带水印的图像以按指定的时间间隔驱动(最终目标是创建延时视频)。

我正在使用 AForge 库进行图像和视频处理。

我遇到了问题，似乎存在内存泄漏，即使我尝试确保在每个发生图像处理的位置都使用“using”语句。

下面是发生图像处理的代码(NewFrame 事件)

    private void Video_NewFrame(object sender, NewFrameEventArgs eventArgs)
    {
        try
        {
            if (ImageProcessing) // If the previous frame is not done processing, let this one go
                return;
            else
                ImageProcessing = true;

            using (Bitmap frame = (Bitmap)eventArgs.Frame)
            {
                // Update the GUI picturebox to show live webcam feed
                Invoke((Action)(() =>
                {
                    webcam_PictureBox.Image = (Bitmap)frame.Clone();
                }));

                // During tests, store images to drive at a certain interval
                if (ImageStoreTimer.Elapsed.TotalSeconds > ImageStoreTime)
                {
                    DateTime dt = DateTime.Now;

                    using (Graphics graphics = Graphics.FromImage(frame))
                    {
                        PointF firstLocation = new PointF(frame.Width / 2, frame.Height / 72);
                        PointF secondLocation = new PointF(frame.Width / 2, frame.Height / 15);

                        StringFormat drawFormat = new StringFormat();
                        drawFormat.Alignment = StringAlignment.Center;

                        using (Font arialFont = new Font("Arial", 15))
                        {
                            graphics.DrawString(dt.ToString(), arialFont, Brushes.Red, firstLocation, drawFormat);
                            graphics.DrawString(Pressure.ToString("F0") + " mbar", arialFont, Brushes.Red, secondLocation, drawFormat);
                        }
                    }

                    // Place images in a folder with the same name as the test
                    string filePath = Application.StartupPath + "\\" + TestName + "\\";
                    // Name images by number 1....N
                    string fileName = (Directory.GetFiles(filePath).Length + 1).ToString() + ".jpeg";

                    frame.Save(filePath + fileName, ImageFormat.Jpeg);
                    ImageStoreTimer.Restart();
                }
            }
            //GC.Collect(); <----- I dont want this
        }
        catch
        {
            if (ProgramClosing == true){}
                // Empty catch for exceptions caused by the program being closed incorrectly
            else
                throw;
        }
        finally
        {
            ImageProcessing = false;
        }
    }       

现在，当运行该程序时，我看到内存使用量上下波动，通常在下降之前达到大约 900MB。但是偶尔会涨到2GB。有时，我什至会在这一行遇到内存不足的异常:

Graphics graphics = Graphics.FromImage(frame)

因此，在花了一个小时左右的时间尝试 reshape 代码并查找我的内存泄漏之后，我终于尝试了代码中注释掉的 GC.Collect 行(羞耻)。在那之后，我的内存使用量保持不变，低于 60MB。而且我可以毫无问题地运行该程序 24 小时。

所以我阅读了一些关于 GC.Collect 的内容，它有多糟糕，例如，在程序中经常执行它可能需要大量的处理能力。但是当我比较我的程序使用的 CPU 能力时，无论我注释掉还是保留它，它都没有真正改变。但是如果我在新帧事件结束时收集，内存问题就消失了。

我想为我的问题找到一个不涉及 GC.collect 函数的解决方案，因为我知道这是糟糕的编程习惯，我应该找到潜在的问题根源。

提前谢谢大家!

Answer 1

我不擅长 win 表单，但我认为这一行:

webcam_PictureBox.Image = (Bitmap)frame.Clone();

将保留以前的图像未处理，这会泄漏内存(Bitmap 持有的非托管内存)。由于 Bitmap 具有终结器 - 它会在未来某个时间被 GC 回收(或者当您调用 GC.Collect 时)，但正如您已经了解的那样 - 在这种情况下依赖 GC 并不是一个好习惯.所以尝试这样做:

if (webcam_PictureBox.Image != null)
    webcam_PictureBox.Image.Dispose();
webcam_PictureBox.Image = (Bitmap)frame.Clone();

Larse 的合理评论:当图像仍被分配给 PictureBox.Image 时最好不要处理图像，因为谁知道呢，也许 PictureBox 控件会用分配新图像时使用旧图像。那么替代方案是:

var oldImage = webcam_PictureBox.Image;
webcam_PictureBox.Image = (Bitmap)frame.Clone();
if (oldImage != null)
    oldImage.Dispose();