[研究]ASP.NET，System.OutOfMemoryException 的 Memory 指的是甚麼特殊區塊的記憶體？

[研究]ASP.NET，System.OutOfMemoryException 的 Memory 指的是甚麼特殊區塊的記憶體？

2025-04-10

環境：Visual Studio 2022 + ASP.NET + WebForm + Web Application + C# + SQL Server 2019 + SQL Server Management Studio (SSMS) 19

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看到 System.OutOfMemoryException 訊息時，「工作管理員」顯示16 GB被用了 9.4 GB，RAM 並沒有真正被用盡，請問 System.OutOfMemoryException 的 Memory 指的是甚麼特殊區塊的記憶體 ?

ChatGPT 說：

這個問題非常好，而且很多開發者初期都會被「工作管理員只用了 9.4 GB / 16 GB，為什麼還報 OutOfMemoryException？」這件事搞混。這其實牽涉到 .NET 運作的記憶體模型，而 System.OutOfMemoryException 所指的並不等於「整台機器的實體記憶體用完了」，而是以下幾種更細緻的原因。

一、OutOfMemoryException 真正的意思

它的實際意義是：.NET 執行環境無法配置所需的記憶體區塊。

也就是說，即使系統還有可用的實體記憶體，只要 .NET runtime 無法找到一個連續的足夠大記憶體區塊，它也會拋出這個例外。

二、造成 OutOfMemoryException 的常見原因（即使 RAM 還沒爆）

1. Large Object Heap (LOH) 碎裂 / 空間不足

• LOH 會儲存超過 85,000 bytes（約 83 KB） 的物件（例如大陣列、字串、圖像等）。
• 如果你的應用程式不斷配置/釋放大物件，而又沒有適時 compact，就會造成 記憶體碎裂（fragmentation）。
• 雖然總 RAM 看起來還很夠，但無法找到「連續的空間」，就會拋出 OutOfMemoryException。

2. 32-bit 應用程式限制（最多使用約 2GB 虛擬記憶體）

• 如果你的 ASP.NET 應用程式是在 32-bit 模式下執行，不管你有多少 RAM，它最多只能用約 2GB 的虛擬記憶體。
• 這是最常見的原因之一。
• 可改設定 IIS 應用程式池為 Enable 32-bit Applications = false 以使用 64-bit 模式。

3. 記憶體分配請求太大

例如：

byte[] buffer = new byte[int.MaxValue];    // 2GB 以上，通常直接炸

單次分配請求超出上限也會立即引發 OutOfMemoryException，即使整體還有空間。

4. GC 無法回收記憶體

記憶體被「誤保留」或長期持有（例如 static 變數、cache、不正確使用 singleton），導致 GC 難以回收。

三、如何進一步診斷

使用工具觀察：

Visual Studio Diagnostic Tools / dotMemory / PerfView / DebugDiag

註：如果是開發機上就發生 System.OutOfMemoryException，可以這樣；但若開發機上正常，正式機上才發生，要考慮是否合適在正式機安裝偵測工具。

重點觀察：

• LOH 占用情況
• 記憶體碎裂情況
• 哪些型別的物件持續存在、無法被 GC 回收

解法建議（對應原因）：

問題類型	建議解法
LOH 碎裂	減少大物件的反覆配置，可使用 ArrayPool 或重複利用
32-bit 限制	改用 64-bit 模式（關掉 IIS 的 Enable 32-bit）
記憶體分配過大	拆小 buffer、改用分段讀取、避免一次塞入太多資料
GC 無法回收	檢查 static / cache / singleton / event handler 是否未釋放物件

註：關掉 IIS 的 Enable 32-bit 有可能導致某些 3rd Party 套件 or 元件在編譯 or 執行時期 ( Runtime ) 出現錯誤。

(完)

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