垃圾回收后立即尝试保存 PictureBox.Image 时出现 AccessViolationException

Posted 2023-03-29

【中文标题】垃圾回收后立即尝试保存 PictureBox.Image 时出现 AccessViolationException

【英文标题】：AccessViolationException when trying to save PictureBox.Image immediately after garbage collection

【发布时间】：2018-04-23 04:33:36

【问题描述】：

我们有一个应用程序，其中包含一个与相机接口的表单。用户可以从表单控制相机，用它拍照，在 WinForms PictureBox 中显示它，打开另一个表单来编辑正在显示的图片或将该图片保存到磁盘。我们的客户一直在抱怨间歇性的 AccessViolationExceptions。经过一个下午的大部分时间后，我找到了一种可靠的方法来在我的开发环境中重现该问题，方法是在将 PictureBox.Image 保存到 MemoryStream 之前强制 GC.Collect。

我们像这样填充 PictureBox 控件：

int w = videoInfoHeader.BmiHeader.Width;
int h = videoInfoHeader.BmiHeader.Height;
int stride = w * 3;

GCHandle handle = GCHandle.Alloc(savedArray, GCHandleType.Pinned);
long scan0 = (long)handle.AddrOfPinnedObject();
scan0 += (h - 1) * stride;  //image is upside down, so start at the bottom (I guess bottom-up bitmaps still scan left-to-right?)
Bitmap b = new Bitmap(w, h, -stride, PixelFormat.Format24bppRgb, (IntPtr)scan0);
handle.Free();
Image old = pictureBog.Image;
pictureBox.Image = b;
if (old != null)
    old.Dispose();
//Show picturebox, and let user use the form

当用户想要编辑照片时，我们将位图作为 MemoryStream 拉出，格式为 Jpeg（我不知道为什么）：

//GC.Collect()
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())

    pictureBox.Image.Save(stream, ImageFormat.Jpeg);  //AccessViolationException here if GC.Collect() is uncommented.
    byte[] pic = stream.ToArray();
    //Do stuff with pic and open editor form

我注意到，从Randomly occurring AccessViolationException in GDI+ 开始，存在 GC 将内容从非托管代码下移出的问题，因此您必须“固定”您的托管对象以防止这种情况发生。我看到我们在填充PictureBox 时正在这样做，但在我们将图像从PictureBox 中拉出时却没有。我知道需要“固定”源字节数组，因为字节数组只是一个哑数组。但是，我什至不知道在保存图像时我会尝试“固定”什么 - MemoryStream？我想 Bitmap.Save(Stream) 会足够聪明，可以在需要时自动处理。另外，缓冲区将需要重新分配，因为它无论如何都会填满，所以固定对我来说没有多大意义。任何人都知道是什么导致了错误的内存访问？

我想最坏的情况是我们在提取图像数据时避免使用PictureBox，保留原始字节数组，从中构建Bitmap并从新副本中保存。这似乎可行，但我不知道这是否只是巧合，真正的问题仍然存在。

【问题讨论】：

查看位图构造函数的 MSDN 文档。有一句话：“调用者负责分配和释放scan0参数指定的内存块，但是，在释放相关的Bitmap之前不应释放内存。”您正在释放代码中的固定内存，但不再使用位图。如果您立即执行垃圾回收，您也会立即得到相应的异常。否则，当 GC 决定运行时，异常可能会在将来的任何时间发生。

【参考方案1】：

从字节数组生成图像的更安全的方法是首先使用简单的new Bitmap(width, height, pixelformat) 构造函数生成图像本身，然后使用LockBits 打开其支持数据，然后将数据复制到Scan0它暴露的指针，逐个扫描线，使用Marshal.Copy。这样，您就不会弄乱可能导致问题的非托管指针。唯一涉及的指针是由LockBits 保留的专门锁定的内存，在调用unlockBits 之后，它再次安全地成为内部图像数据的一部分。

代码可以在这里找到：

A: Why must "stride" in the System.Drawing.Bitmap constructor be a multiple of 4?

（答案相同，但问题大不相同，所以我认为将其标记为重复没有太大用处）

请注意，该方法中包含对倒置步幅的处理。