C#/.NET 匿名函数会捕获变量，并延长对象的生命周期

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小伙伴在一次垃圾回收中，发现对象并没有被回收掉，而注释掉一句代码后它便能够回收。

这究竟是为什么？

不关心探索过程的就直接拉到最后看结论吧！

探索

测试代码是这样的：

private void OnLoaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    var variable = new MainPage();
    var reference = new WeakReference<MainPage>(variable);
    variable = null;
    GC.Collect();
    Console.WriteLine($"{reference.TryGetTarget(out var target)}: {target}");
    DoSomething(x => DoAnotherThing(x));
}

需要验证的是 MainPage 对象是否被回收。然而在这段代码中，MainPage 并没有被回收；然而去掉最后一行，MainPage 便可以正常回收。关键是，即便是在 Console.WriteLine 上打下断点，让代码永远不会执行到最后一句，也不会改变回收的结果。

由于 DoSomething 中的委托参数恰好就是 MainPage 类型的，不禁让人觉得可能是此函数做了一些奇怪的事情。然而毕竟参数中传入的委托参数只是形参，理论上不应该影响到外部对象的回收。那么影响的只可能是变量的捕获了。

于是，我们将最后一行换成别的函数别的参数：

DoSomething(null);

或者将整个这一句提取成新的函数：

private void OnLoaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    // 省略前面的代码。
    ExtractedMethod();
}

private void ExtractedMethod()
{
    DoSomething(x => DoAnotherThing(x));
}

那么，回收就会正常进行。

现在，不执行这个受争议的函数了，我们使用空的匿名函数。

private void OnLoaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    var variable = new MainPage();
    var reference = new WeakReference<MainPage>(variable);
    variable = null;
    GC.Collect();
    Console.WriteLine($"{reference.TryGetTarget(out var target)}: {target}");
    Dispatcher.InvokeAsync(() => { });
}

一样会导致不回收。

结论

在微软官方的《C# 规范 5.0》（点此下载）的第 7.15.5.1 章节中有说到：

When an outer variable is referenced by an anonymous function, the outer variable is said to have been captured by the anonymous function. Ordinarily, the lifetime of a local variable is limited to execution of the block or statement with which it is associated (§5.1.7). However, the lifetime of a captured outer variable is extended at least until the delegate or expression tree created from the anonymous function becomes eligible for garbage collection.

匿名函数会捕获当前上下文的局部变量，延长对象的生命周期；直到此委托或表达式树被回收掉。

也就是说，只要某个方法中存在没有被回收的匿名函数/lamda 表达式/表达式树，那么当前上下文的对象直到这些匿名函数被回收之前都不会被回收，即便已经设为了 null。