.NET图像类的内存使用情况和碎片：位图与图元文件

Question

由于看似过早的“内存不足”异常，我们一直在仔细研究各种.NET构造的内存使用情况……特别是倾向于使大型对象堆碎片化的大型对象，从而导致“内存不足”异常。 .NET Image类：位图和图元文件，这是一个令人惊讶的领域。

这是我们认为我们已经学到的内容，但是未能找到要验证的MS文档，因此，我们感谢其他人可以提供的任何确认：

（1）当您从压缩光栅文件（JPG，PNG，GIF等）创建位图对象时，它将以该文件的完整分辨率消耗完全未压缩的像素阵列的内存。 因此，例如，将9000x3000像素的5MB JPG扩展为9000x3000x3字节（假设24位颜色，没有alpha），或消耗的内存为81MB。 正确？

（1a）有证据（请参阅下面的2b）还存储了原始压缩格式...因此，在这种情况下实际上为86MB。 但这还不清楚……有人知道吗？

（2）创建图元文件对象然后在其中绘制光栅文件（JPG，PNG，GIF等）时，它仅消耗压缩文件的内存。 因此，如果将一个9000x3000像素的5MB JPG绘制到图元文件中，它将仅消耗大约5MB的内存。 正确？

（2a）要将栅格文件绘制到图元文件对象中，唯一的方法似乎是使用该文件加载位图，然后将位图绘制到图元文件中。 有没有更好的方法而不涉及临时加载大量位图数据（并导致相关的内存碎片）？

（2b）将位图绘制到图元文件中时，它使用的压缩格式的大小类似于原始压缩文件的大小。 它是通过将原始压缩文件存储在位图中来实现的吗？ 还是通过使用原始压缩设置重新压缩扩展的位图来做到这一点？

（3）我们最初假设将大型（> 85KB）图像对象放置在大型对象堆中。 实际上，事实并非如此。 而是，每个位图和每个图元文件都是“小对象堆”中的24字节对象，它是指包含真实数据的本机内存块。 正确？

（3a）我们假设这样的本机内存就像大对象堆一样，因为它无法压缩...一旦将大对象放置到本机内存中，它就永远不会移动，因此本机内存的碎片会引起与大对象堆的碎片。 真正？ 还是对底层位图/图元文件数据进行了更有效的特殊处理？

（3b）因此，似乎有四个独立的内存块是分别管理的，并且每个内存块用完都会导致相同的“内存不足”异常：小对象堆（受管理对象<85KB，由GC压缩），大对象对象堆（由GC收集但未压缩的大于85KB的托管对象），本机内存（非托管对象，可能未压缩）和台式机堆（在其中管理Windows句柄和此类有限资源）。 我是否已正确记录了这四个文件？ 还有其他我们应该注意的吗？

任何人都可以提供的以上任何澄清将不胜感激。 如果有一本很好的书或文章能充分说明上述内容，请告诉我。 （我很乐意做必要的阅读；但是绝大多数书没有那么深入，因此不要告诉我任何我不知道的内容。）

谢谢！

Answer 1

有两种存储图像数据的方法：作为像素或向量。 Bitmap是关于像素的， Metafile是关于像素和矢量的。 矢量数据的存储效率更高。

为了允许操作位图，必须将其数据未压缩地存储在内存中。 否则，对于每次更改， GetPixel和SetPixel都必须解压缩，更改，重新压缩位图（如果这样做甚至有可能开始的话）。

图元文件是由Microsoft创建的，旨在与GDI一起使用，因此它可能包含一些内存效率更高的压缩算法，这些算法可直接与图形卡一起使用。 另外，图元文件没有GetPixel SetPixel方法，因此不必在内存中将其解压缩即可进行操作。

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您不必关心运行时使用的内存池。 还有更多方法，运行时可以决定将对象放置在何处。 同样，您不应该担心使用（大）对象可能引起的内存不足异常。 运行时将尽其所能（将对象放入其他对象之间的间隙，压缩堆，扩展可用虚拟内存）以确保您不会遇到内存不足的异常。 如果您确实以某种方式得到了此类异常，则可能是代码中应解决的另一个问题（例如内存泄漏）。

内存堆，映射和表的概述：（ 源 ）

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同样，您认为超过85 KiB的对象放置在大对象堆上的假设也不完全正确。 对于当前版本的CLR中的大多数对象，“是”是正确的，但例如，大型对象堆上还会分配一个8 KiB的双精度​​数组（1000个双精度数组）。 只需让运行时对此进行关注即可。

Answer 2

我知道其中一些答案：

（1）是的，这是位图图像的定义。

（3）是的，这就是为什么Bitmap实现IDisposable接口的原因。

（3a）这似乎令人惊讶。 完成对位图对象的处理后，是否正在它们上运行Dispose（）方法？

（3b）至少这四个是。