为什么 System.Timers.Timer 能在 GC 中存活，而 System.Threading.Timer 不能？

似乎 System.Timers.Timer 实例通过某种机制保持活动状态，但 System.Threading.Timer 实例不是。

带有周期性 System.Threading.Timer 和自动重置 System.Timers.Timer 的示例程序：

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();
  }
}

当我运行这个程序（.NET 4.0 Client，Release，在调试器之外）时，只有 System.Threading.Timer 被 GC'ed：

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)...

编辑：我在下面接受了约翰的回答，但我想稍微解释一下。

运行上面的示例程序时（在 Sleep 处有一个断点），这里是有问题的对象和 GCHandle 表的状态：

!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

正如 John 在回答中指出的那样，两个计时器都在 GCHandle 表中注册了它们的回调 (System.Threading._TimerCallback)。正如 Hans 在他的评论中指出的那样，完成此操作后，state 参数也会保持活动状态。

正如 John 所指出的，System.Timers.Timer 保持活动状态的原因是因为它被回调引用（它作为 state 参数传递给内部 System.Threading.Timer）；同样，我们的 System.Threading.Timer 被 GC 的原因是它的回调没有引用它。

添加对 timer1 回调的显式引用（例如，Console.WriteLine("Stayin alive (" + timer1.GetType().FullName + ")")）足以防止 GC。

在 System.Threading.Timer 上使用单参数构造函数也有效，因为计时器随后会将自身作为 state 参数引用。以下代码在 GC 之后使两个计时器保持活动状态，因为它们都被 GCHandle 表中的回调引用：

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();
  }
}