起因

最近看到了一段C#程序，一开始就简单的以为只是一个for循环的0~9的打印，但是深入了解之后发现我错了，而且对其中的原理相知甚少。代码如下：

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public static void Main(string[] args)
{
    Action[] actions = new Action[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        actions[i] = () => {Console.WriteLine(i.ToString()); };
    }

    foreach (var action in actions)
    {
        action();
    }
}

这段代码的运行结果输出是10个10，如果做对了，想必已经是了解其中的原理，下面的内容可以不用看了。

原因

原因其实很简单，使用编辑器查看IL代码，可以很清晰的看到：编译器为匿名函数生成了一个名为<>c__DisplayClass0_0的类，并把int i作为了类内的成员变量，并在类中生成了

b__0()方法，在方法中打印成员变量i。在函数运行时，new了一个名为cDisplayClass00的实例，并且在for循环中是不断的自增实例中的变量，最后把自己的
b__0()方法传入Action中。C#中class是默认分配在堆上的，所以每次增加的i变量都是同一个地址上的数据，最后执行action委托时，调用的也是同一个类的
b__0()方法，所以最后的结果自然全是10。
ILCode

闭包中存在的问题

既然匿名函数在使用时在堆上new了一个实例，分配了内存，所以必定涉及到了GC。那么代码中的哪种写法导会有严重的GC问题，哪种写法又能尽量避免GC。搜索之后，发现猫仙人的这篇文章总结得非常到位：文章传送连接，以下是我对他文章结论的进一步总结，具体论证细节可以点击连接去查看。

捕获变量的分类

外部变量的分类重要分为3种：
1、捕获静态变量
2、捕获实例字段
3、捕获外部方法的局部变量
其中分配内存的多少为：3>2>1>无闭包，并且捕获外部方法的局部变量的内存分配量高达2n次，为了记录外部局部变量的值，编译器每次都new了一个新的匿名类实例和Action实例。

优化方法

文章中指出了，可以通过增加参数数量，使用方法参数去传递要捕获的变量，避免掉对外部变量的捕获，同时避免闭包的额外内存分配。对于该文章开头的代码，若想改成输出0~9，就有两种办法，以下给出代码截图。第二种用了优化建议，内存性能要优于第一种。

捕获外部方法的局部变量

编译器new了n个匿名类实例和Action实例
ILCode

增加参数变量

编译器只new对应的Aciton实例
ILCode

总结

对于以上验证，可以简单粗暴的认为：runtime直接不使用()=>{}这种匿名函数的写法，能非常有效的避免额外内存开销。