[解決済み] System.Timers.Timer は GC に耐えられるのに、System.Threading.Timer は耐えられな いのはなぜですか？

質問

どうやら System.Timers.Timer インスタンスは何らかのメカニズムで生かされているようですが System.Threading.Timer インスタンスはそうではありません。

サンプルプログラムでは、周期的な System.Threading.Timer とオートリセット System.Timers.Timer :

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    var timer1 = new System.Threading.Timer(
      _ => Console.WriteLine("Stayin alive (1)..."),
      null,
      0,
      400);

    var timer2 = new System.Timers.Timer
    {
      Interval = 400,
      AutoReset = true
    };
    timer2.Elapsed += (_, __) => Console.WriteLine("Stayin alive (2)...");
    timer2.Enabled = true;

    System.Threading.Thread.Sleep(2000);

    Console.WriteLine("Invoking GC.Collect...");
    GC.Collect();

    Console.ReadKey();
  }
}

このプログラム(.NET 4.0 Client, Release, デバッガ外)を実行したところ、(1)のように System.Threading.Timer だけがGCされます。

Stayin alive (1)...
Stayin alive (1)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (1)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (1)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (1)...
Stayin alive (2)...
Invoking GC.Collect...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...
Stayin alive (2)...

EDIT : 下記のジョンさんの回答は受け入れましたが、もう少し詳しく説明したいと思います。

上記のサンプルプログラムを実行する際（ブレークポイントを Sleep にブレークポイントを設定) を実行すると、以下のように、当該オブジェクトの状態と GCHandle テーブルの状態を示します。

!dso
OS Thread Id: 0x838 (2104)
ESP/REG  Object   Name
0012F03C 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])
0012F040 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F17C 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])
0012F184 00c2c034 System.Threading.Timer
0012F3A8 00c2bf30 System.Threading.TimerCallback
0012F3AC 00c2c008 System.Timers.ElapsedEventHandler
0012F3BC 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F3C0 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F3C4 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F3C8 00c2bf50 System.Threading.Timer
0012F3CC 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F3D0 00c2bfb0 System.Timers.Timer
0012F3D4 00c2bf50 System.Threading.Timer
0012F3D8 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])
0012F4C4 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])
0012F66C 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])
0012F6A0 00c2bee4 System.Object[]    (System.String[])

!gcroot -nostacks 00c2bf50

!gcroot -nostacks 00c2c034
DOMAIN(0015DC38):HANDLE(Strong):9911c0:Root:  00c2c05c(System.Threading._TimerCallback)->
  00c2bfe8(System.Threading.TimerCallback)->
  00c2bfb0(System.Timers.Timer)->
  00c2c034(System.Threading.Timer)

!gchandles
GC Handle Statistics:
Strong Handles:       22
Pinned Handles:       5
Async Pinned Handles: 0
Ref Count Handles:    0
Weak Long Handles:    0
Weak Short Handles:   0
Other Handles:        0
Statistics:
      MT    Count    TotalSize Class Name
7aa132b4        1           12 System.Diagnostics.TraceListenerCollection
79b9f720        1           12 System.Object
79ba1c50        1           28 System.SharedStatics
79ba37a8        1           36 System.Security.PermissionSet
79baa940        2           40 System.Threading._TimerCallback
79b9ff20        1           84 System.ExecutionEngineException
79b9fed4        1           84 System.StackOverflowException
79b9fe88        1           84 System.OutOfMemoryException
79b9fd44        1           84 System.Exception
7aa131b0        2           96 System.Diagnostics.DefaultTraceListener
79ba1000        1          112 System.AppDomain
79ba0104        3          144 System.Threading.Thread
79b9ff6c        2          168 System.Threading.ThreadAbortException
79b56d60        9        17128 System.Object[]
Total 27 objects

Johnが回答で指摘したように、どちらのタイマーもコールバックを登録します( System.Threading._TimerCallback ) を GCHandle テーブルの中にあります。Hans がコメントで指摘したように state パラメータは、これが実行されたときにも生かされます。

Johnが指摘したように、なぜ System.Timers.Timer が生かされているのは、コールバックによって参照されるからです (これは state パラメータとして渡されます。 System.Threading.Timer ); 同様に、私たちの System.Threading.Timer がGCされるのは、それが ではなく によって参照されるからです。

への明示的な参照を追加する timer1 のコールバック（例． Console.WriteLine("Stayin alive (" + timer1.GetType().FullName + ")") ) は、GC を防ぐのに十分です。

のシングルパラメータコンストラクタを使用すると System.Threading.Timer を使ってもうまくいきます。なぜなら、タイマーは自分自身を state パラメータとして自分自身を参照するからです。次のコードは、GCの後、両方のタイマーを生かします。 GCHandle テーブルからのコールバックによって参照されるからです。

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    System.Threading.Timer timer1 = null;
    timer1 = new System.Threading.Timer(_ => Console.WriteLine("Stayin alive (1)..."));
    timer1.Change(0, 400);

    var timer2 = new System.Timers.Timer
    {
      Interval = 400,
      AutoReset = true
    };
    timer2.Elapsed += (_, __) => Console.WriteLine("Stayin alive (2)...");
    timer2.Enabled = true;

    System.Threading.Thread.Sleep(2000);

    Console.WriteLine("Invoking GC.Collect...");
    GC.Collect();

    Console.ReadKey();
  }
}

どのように解決するのですか？

この質問と同様の質問に答えるには、windbg、sos、および !gcroot

0:008> !gcroot -nostacks 0000000002354160
DOMAIN(00000000002FE6A0):HANDLE(Strong):241320:Root:00000000023541a8(System.Thre
ading._TimerCallback)->
00000000023540c8(System.Threading.TimerCallback)->
0000000002354050(System.Timers.Timer)->
0000000002354160(System.Threading.Timer)
0:008>

どちらの場合も、ネイティブタイマーはコールバックオブジェクトのGCを（GCHandleを介して）防止する必要があります。違いは System.Timers.Timer の場合、コールバックは System.Timers.Timer オブジェクトを参照します (これは内部で System.Threading.Timer )