WeakReference se comporta de maneira diferente entre .Net Framework e .Net Core

Question

Considere o seguinte código:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.CompilerServices;

#nullable enable

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var list    = makeList();
            var weakRef = new WeakReference(list[0]);

            list[0] = null;
            GC.Collect();
            GC.WaitForPendingFinalizers();

            Console.WriteLine(weakRef.IsAlive);
        }

        [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
        static List<int[]?> makeList()
        {
            return new List<int[]?> { new int[2] };
        }
    }
}

• Com um lançamento ou uma versão de depuração no .Net Framework 4.8, esse código é impresso False.
• Com uma versão ou uma versão de depuração no .Net Core 3.1, esse código é impresso True.

O que está causando essa diferença de comportamento? (Está fazendo com que alguns de nossos testes de unidade falhem.)

Nota: Eu coloquei a inicialização da lista makeList()e desliguei o inlining em uma tentativa de fazer a versão .Net Core funcionar da mesma forma que a versão .Net Framework, mas sem sucesso.

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[EDIT] Como Hans apontou, adicionar um loop corrige o problema.

O seguinte código será impresso False:

var list    = makeList();
var weakRef = new WeakReference(list[0]);

list[0] = null;

for (int i = 0; i < 1; ++i)
    GC.Collect();

Console.WriteLine(weakRef.IsAlive);

Mas isso vai imprimir True:

var list    = makeList();
var weakRef = new WeakReference(list[0]);

list[0] = null;

GC.Collect();
GC.Collect();
GC.Collect();
GC.Collect();

// Doesn't seem to matter how many GC.Collect() calls you do.

Console.WriteLine(weakRef.IsAlive);

Isto tem que ser algum tipo de coisa Jitter estranho ...

Answer 1

Só porque algo pode ser coletado, não significa que seja obrigado a ser coletado o mais rápido possível. Embora a linguagem declare que o GC tem permissão para determinar que uma variável local nunca é lida novamente e, portanto, não a considera uma raiz, isso não significa que você pode contar com o conteúdo de uma variável local sendo coletado imediatamente após sua última leitura .

Isso não é uma mudança entre o comportamento definido no tempo de execução, é um comportamento indefinido em ambos os tempos de execução, portanto, as diferenças entre eles são inteiramente aceitáveis.

Answer 2

Eu tenho a referência a ser liberada, quando removi a variável de lista:

using NUnit.Framework;
using System;
using System.Collections.Generic;

namespace NUnitTestProject1
{
    public class Tests
    {
        [TestCase(2, GCCollectionMode.Forced, true)]
        public void TestWeakReferenceWithList(int generation, GCCollectionMode forced, bool blocking)
        {
            static WeakReference CreateWeakReference()
            {
                return new WeakReference(new List<int[]> { new int[2] });
            }

            var x = CreateWeakReference();

            Assert.IsTrue(x.IsAlive);

            GC.Collect(generation, forced, blocking);

            Assert.IsFalse(x.IsAlive);
        }
   }
}

O seguinte caso de teste falha:

using NUnit.Framework;
using System;
using System.Collections.Generic;

namespace NUnitTestProject1
{
    public class Tests
    {
        [TestCase(2, GCCollectionMode.Forced, true)]
        public void TestWeakReferenceWithList(int generation, GCCollectionMode forced, bool blocking)
        {
            static List<int[]> CreateList()
            {
                return new List<int[]> { new int[2] };
            }

            WeakReference x;

            {
                var list = CreateList();

                x = new WeakReference(list);

                list = null;
            }
            
            Assert.IsTrue(x.IsAlive);

            GC.Collect(generation, forced, blocking);

            Assert.IsFalse(x.IsAlive);
        }
   }
}

Se olharmos para o IL, podemos ver que null é atribuído à variável local 1:

IL_0003:  call       class [System.Collections]System.Collections.Generic.List`1<int32[]> NUnitTestProject1.Tests::'<TestWeakReferenceWithList>g__CreateList|0_0'()
IL_0008:  stloc.1
IL_0009:  ldloc.1
IL_000a:  newobj     instance void [System.Runtime]System.WeakReference::.ctor(object)
IL_000f:  stloc.0
IL_0010:  ldnull
IL_0011:  stloc.1
IL_0012:  nop