主细节视图中的 RenderTargetBitmap GDI 句柄泄漏

Question

我有一个带有主详细信息视图的应用程序。当您从“主”列表中选择一个项目时，它会使用一些图像（通过 RenderTargetBitmap 创建）填充“详细信息”区域。

每次我从列表中选择不同的主项目时，我的应用程序使用的 GDI 句柄数量（如 Process Explorer 中报告的）都会增加，并最终在使用 10,000 个 GDI 句柄时崩溃（或有时锁定）。

我不知道如何解决这个问题，所以任何关于我做错了什么的建议（或者只是关于如何获取更多信息的建议）将不胜感激。

我在名为“DoesThisLeak”的新 WPF 应用程序 (.NET 4.0) 中将我的应用程序简化为以下内容：

在 MainWindow.xaml.cs 中

public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        ViewModel = new MasterViewModel();
        InitializeComponent();
    }

    public MasterViewModel ViewModel { get; set; }
}

public class MasterViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    private MasterItem selectedMasterItem;

    public IEnumerable<MasterItem> MasterItems
    {
        get
        {
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                yield return new MasterItem(i);
            }
        }
    }

    public MasterItem SelectedMasterItem
    {
        get { return selectedMasterItem; }
        set
        {
            if (selectedMasterItem != value)
            {
                selectedMasterItem = value;

                if (PropertyChanged != null)
                {
                    PropertyChanged(this, new PropertyChangedEventArgs("SelectedMasterItem"));
                }
            }
        }
    }

    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
}

public class MasterItem
{
    private readonly int seed;

    public MasterItem(int seed)
    {
        this.seed = seed;
    }

    public IEnumerable<ImageSource> Images
    {
        get
        {
            GC.Collect(); // Make sure it's not the lack of collections causing the problem

            var random = new Random(seed);

            for (int i = 0; i < 150; i++)
            {
                yield return MakeImage(random);
            }
        }
    }

    private ImageSource MakeImage(Random random)
    {
        const int size = 180;
        var drawingVisual = new DrawingVisual();
        using (DrawingContext drawingContext = drawingVisual.RenderOpen())
        {
            drawingContext.DrawRectangle(Brushes.Red, null, new Rect(random.NextDouble() * size, random.NextDouble() * size, random.NextDouble() * size, random.NextDouble() * size));
        }

        var bitmap = new RenderTargetBitmap(size, size, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32);
        bitmap.Render(drawingVisual);
        bitmap.Freeze();
        return bitmap;
    }
}

在 MainWindow.xaml

<Window x:Class="DoesThisLeak.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="MainWindow" Height="900" Width="1100"
        x:Name="self">
  <Grid DataContext="{Binding ElementName=self, Path=ViewModel}">
    <Grid.ColumnDefinitions>
      <ColumnDefinition Width="210"/>
      <ColumnDefinition Width="*"/>
      <ColumnDefinition/>
    </Grid.ColumnDefinitions>
    <ListBox Grid.Column="0" ItemsSource="{Binding MasterItems}" SelectedItem="{Binding SelectedMasterItem}"/>

    <ItemsControl Grid.Column="1" ItemsSource="{Binding Path=SelectedMasterItem.Images}">
      <ItemsControl.ItemTemplate>
        <DataTemplate>
          <Image Source="{Binding}"/>
        </DataTemplate>
      </ItemsControl.ItemTemplate>
    </ItemsControl>
  </Grid>
</Window>

中如果单击列表中的第一项，您可以重现该问题，然后按住向下光标键。

通过使用 SOS 查看 WinDbg 中的 !gcroot，我找不到任何使这些 RenderTargetBitmap 对象保持活动状态的东西，但如果我这样做 !dumpheap -type System.Windows.Media.Imaging.RenderTargetBitmap 它仍然显示其中几千件尚未收集。

Answer 1

TL;DR：已修复。见底部。请继续阅读我的发现之旅以及我走过的所有错误小巷！

我已经对此进行了一些探索，但我不认为它会泄漏。如果我通过将其放入图像循环的任一侧来增强 GC：

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

您可以（缓慢）沿着列表向下移动，几秒钟后看到 GDI 句柄没有任何变化。
事实上，使用 MemoryProfiler 检查证实了这一点 - 当缓慢地从一个项目移动到另一个项目时，没有 .net 或 GDI 对象泄漏。

快速沿着列表移动确实会遇到麻烦 - 我看到进程内存超过 1.5G，GDI 对象在遇到问题时攀升至 10000。此后每次调用 MakeImage 时，都会抛出一个 COM 错误，并且无法对该过程执行任何有用的操作：

A first chance exception of type 'System.Runtime.InteropServices.COMException' occurred in PresentationCore.dll
A first chance exception of type 'System.Runtime.InteropServices.COMException' occurred in PresentationCore.dll
A first chance exception of type 'System.Reflection.TargetInvocationException' occurred in mscorlib.dll
System.Windows.Data Error: 8 : Cannot save value from target back to source. BindingExpression:Path=SelectedMasterItem; DataItem='MasterViewModel' (HashCode=28657291); target element is 'ListBox' (Name=''); target property is 'SelectedItem' (type 'Object') COMException:'System.Runtime.InteropServices.COMException (0x88980003): Exception from HRESULT: 0x88980003
   at System.Windows.Media.Imaging.RenderTargetBitmap.FinalizeCreation()

我认为这解释了为什么您会看到如此多的 RenderTargetBitmaps 闲置。它还向我建议了一种缓解策略 - 假设它是一个框架/GDI 错误。尝试将渲染代码 (RenderImage) 推送到允许重新启动底层 COM 组件的域中。最初，我会在它自己的公寓 (SetApartmentState(ApartmentState.STA)) 中尝试一个线程，如果这不起作用，我会尝试一个 AppDomain。

然而，尝试处理问题的根源会更容易，即如此快地分配如此多的图像，因为即使我将其增加到 9000 个 GDI 句柄并稍等一下，计数也会回落到下一次更改后的基线（在我看来，COM 对象中有一些空闲处理，需要几秒钟的时间，然后进行另一次更改以释放所有句柄）

我认为没有任何简单的修复方法这——我已经尝试添加睡眠来减慢移动速度，甚至调用 ComponentDispatched.RaiseIdle() - 这些都没有任何效果。如果我必须让它以这种方式工作，我会尝试以可重新启动的方式运行 GDI 处理（并处理可能发生的错误）或更改 UI。

根据详细视图中的要求，最重要的是，右侧图像的可见性和大小，您可以利用 ItemsControl 的功能来虚拟化您的列表（但您可能至少必须定义所包含图像的高度和数量，以便它可以正确管理滚动条）。我建议返回图像的 ObservableCollection，而不是 IEnumerable。

事实上，刚刚测试过，这段代码似乎让问题消失了：

public ObservableCollection<ImageSource> Images
{
    get 
    {
        return new ObservableCollection<ImageSource>(ImageSources);
    }
}

IEnumerable<ImageSource> ImageSources
{
    get
    {
        var random = new Random(seed);

        for (int i = 0; i < 150; i++)
        {
            yield return MakeImage(random);
        }
    }
}

据我所知，运行时的主要内容是项目的数量（显然，可枚举的不是），这意味着它既不必多次枚举，也不必猜测（！）。即使有 1000 个 MasterItem，我也可以用手指在光标键上在列表中上下移动，而无需吹响 10k 句柄，所以它对我来说看起来不错。 （我的代码也没有显式GC）

Answer 2

如果您克隆为更简单的位图类型（并冻结），它将不会使用尽可能多的 gdi 句柄，但速度会更慢。
在如何在 WPF 中实现 Image.Clone()?" 的答案中通过序列化进行克隆

Answer 3

尝试使用此处描述的解决方案：
RenderTargetBitmap.Render() 抛出渲染大型视觉效果时出现 OutOfMemoryException。

更新：
另外，请查看 RenderTargetBitmap内存泄漏。