从方法返回对象是否产生垃圾？如何实现类生命周期内无GC的方法返回？

首先直接给你结论：你的方案是完全可行的，而且在类的生命周期内（除了实例化和销毁阶段）不会产生任何垃圾，关于你担心的赋值操作——将对象引用赋值给已存在的变量，本身不会产生垃圾，下面结合你的代码详细解释：

核心原理分析 #

你的Example类设计思路非常正确：通过在类内部维护一个复用的Rectangle实例，每次调用GetRectangle时只是修改这个实例的属性值，然后返回它的引用，完全避免了每次调用都new新对象的操作——这是避免GC的关键。

关于赋值操作的垃圾问题 #

你担心的this.rec = exampleClass.GetRectangle(1, 3);这行代码：

• 它只是改变了rec这个引用变量的指向，让它指向exampleClass内部的那个Rectangle实例，不会创建任何新对象。
• 只有当原来被rec指向的对象失去了所有引用时，才会被标记为待回收的垃圾。在你的代码里：
  • 第一次执行这行代码时，rec原本指向的new Rectangle(0, 0, 0, 0)会失去引用，成为垃圾，但这只发生一次，属于类实例化阶段的开销，符合你“实例化和销毁阶段除外”的要求。
  • 之后每次调用DoStuff并赋值时，只是更新rec的引用指向，不会产生新的垃圾——因为没有新对象被创建，也没有旧对象被孤立（除非exampleClass实例被销毁，但那属于销毁阶段的范畴）。

潜在注意点 #

需要提醒的是：Example类返回的是内部的同一个Rectangle实例，如果有多个调用方同时持有这个引用并修改它，可能会出现意料之外的状态覆盖。不过在你的精灵图场景里，通常是单次调用获取矩形后直接使用，这个问题影响不大。

如果想彻底避免这种共享引用的风险，可以修改Example类的方法，让它接收一个外部的Rectangle实例并填充值，这样更安全：

public void PopulateRectangle(int column, int row, Rectangle target)
{
    target.Width = this.columnWidth;
    target.Height = this.rowHeight;
    target.X = column * this.columnWidth;
    target.Y = row * this.rowHeight;
}

然后在OtherClass里这样调用：

exampleClass.PopulateRectangle(1, 3, this.rec);

这种方式完全复用OtherClass自己的rec实例，连第一次赋值的那点初始垃圾都可以避免，而且不存在引用共享的问题。

总结 #

你的初始方案已经满足“生命周期内绝不产生垃圾”的要求，赋值操作本身不会产生垃圾，只有初始实例化阶段的一次垃圾（可以通过上面的Populate方式彻底消除）。对于精灵图这种高频调用的场景，这种复用实例的方式是非常合适的，能有效避免GC频繁触发导致的性能问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Timothy Eckstein