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C#.Net中的非托管代碼清理

編輯:關於C#

這兩天幫助其它項目組Review代碼,發現有些地方實現了IDispose接口,同時也發現了一些關於IDispose的問題:

1.A類型實現了IDispose接口,B類型裡面含有A類型的字段,B類型沒有實現IDispose接口

2.一個類裡面實現了Finalize終結器,同時也實現了IDispose接口,但在Dispose方法裡面沒有調用GC.SuppressFinalize(this)方法.

下面我對以上兩個問題分別分析一下,並提出解決方案。

問題1

如果A類型裡面有非托管資源需要在實現的IDispose接口裡面釋放,由於B類型沒有實現IDispose接口,B類型的使用者要想釋放A類型的非托管資源並不方便.這樣的話,就有可能忘記了釋放A類型的非托管資源.

解決方案:

實現B類型的IDispose接口,在Dispose方法裡面調用A類型的Dispose方法.這樣,B類型的使用者在調用B類型Dispose的同時,就把A類型的Dispose也調用了.

問題2

在Dispose方法裡面沒有調用GC.SuppressFinalize(this)方法,會有什麼問題呢,這樣會導致垃圾回收器不能對 這個類型的對象及時回收. 當GC開始工作的時候,它首先將沒有終結器的垃圾對象從內存中移除,有終結器的所有對象則添加到一個垃圾隊列當中。GC會調用一個新線程來執行這些對象的 終結器。當終結器執行完畢後,這個對象會從隊列中被移除。這個對象在隊列中移除之後,當GC再次開始工作的時候,這個對象才能夠被回收,所以有終結器的對 象會比沒有的在內存中保留更長的時間。在後面我會對這裡再詳細的描述一下.

解決方案:

在Dispose方法中調用GC.SuppressFinalize(this)方法.這樣的話,就不會把有終結器的對象則添加到垃圾隊列當中.

切入正題

.net中,非托管代碼清理有兩種方式:Finalize方式和Dispose方式.

Finalize方式:通過對自定義類型實現一個Finalize方法來釋放非通過資源.

從.net2.0開始,C#編譯器不能對Finalize進行顯示的調用和重寫,必須使用析構函數來實現它.

class A
{
~A()
{
釋放資源;
}
}

上面的代碼就是通過Finalize方式來釋放資源的跟C++用析構函數釋放資源的代碼很象.

但是它實現方式和C++不同,因為它是由垃圾回收器來管理內存的.

大家看到了,用Finalize方式釋放非托管資源很簡單,但是如果你了解了他的實現方式,你可能就不會選擇用它來釋放非托管資源.

那Finalize方式在.net內部是如何實現的呢?

當GC(垃圾回收器)開始工作的時候,它首先將沒有終結器的垃圾對象從內存中移除,有終結器的所有對象則添加到一個終止化隊列當中。GC會調用一個 新線程來執行這些對象的終結器。當終結器執行完畢後,這些對象會從隊列中被移除。這時候由於這些對象在第一次檢測到的時候沒有被釋放,它們將會進入第1代 對象,直到GC檢測到第0代對象和第1代對象再次充滿時,這時候GC才會把剛才那些對象釋放掉,所以有終結器的對象會比沒有的在內存中保留更長的時間。

提示:垃圾回收器把托管堆中的對象分為3代,分別是0,1,2.一般分配為:0代約256K,1代約是2MB,第2代約是MB,代齡越高,容量就越 大,顯然效率也就越低.首先被添加到托管堆中的對象被定為第0代,當第0代充滿時,就會執行垃圾回收,未被回收的對象代領將提升1代.

由於以上原因應該避免僅使用Finalize方式釋放非托管資源.

Dispose模式:在自定義類中實現IDispose接口,在接口中的Dispose方法中對非托管資源進行釋放.閒話少說,上代碼

public class MyResourceRelease: IDisposable
{
/// 保證資源只用釋放一次
private bool _alreadyDisposed = false;
/// 用來判斷釋放資源的類別(托管和非托管)
protected virtual void Dispose(bool isDisposing)
{
if(_alreadyDisposed)
{
return;
}
if(isDisposing)
{
//釋放托管資源
}
//釋放非托管資源
_alreadyDisposed = true;
}
public void Dispose()
{
Dispose(true);
}
}

上面的代碼就是用Dispose方式釋放資源的方法.因為上面自定義的Dispose(bool isDisposing)方法是virtual的,所以還可以在派生類裡面對它進行override

public class MyDerivedResource: MyResourceRelease
{
private bool _disposed = false;
protected override void Dispose(bool isDisposing)
{
if(_disposed)
{
return;
}
try
{
if(isDisposing)
{
//釋放托管資源
}
//釋放非托管資源
_disposed = true;
}
finally
{
base.Dispose(isDisposing);
}
}
}

這樣可以確保釋放繼承鏈上所有對象的引用資源,在整個繼承層次中傳播Dispose模式.

那用Dispose方式非托管資源就是最好的方法了嗎?

其實不然,因為類型實現了IDispose接口,這個類的使用者必須顯示調用Dispose方法,或者在創建該類型對象的時候使用using關鍵 字,對於一些粗心的使用者可能會忘記調用Dispose方法,或者沒有使用using關鍵字,這樣就導致了非托管資源沒有釋放的後果.

最佳方案

同時實現終結器和Dispose方式.這樣對於細心的使用者直接顯示調用Dispose方法會提高垃圾回收的性能,對於粗心的使用者雖然忘記了調用Dispose方法,但也不至於使得非托管資源得不到釋放.

注意這裡用到了GC. SuppressFinalize(this)方法.

代碼如下:

public class MyResourceRelease: IDisposable
{
~MyResourceRelease()
{
Dispose(false);
}
/// 保證資源只用釋放一次
private bool _alreadyDisposed = false;
/// 用來判斷釋放資源的類別(托管和非托管)
protected virtual void Dispose(bool isDisposing)
{
if(_alreadyDisposed)
{
return;
}
if(isDisposing)
{
//釋放托管資源
}
//釋放非托管資源
_alreadyDisposed = true;
}
public void Dispose()
{
Dispose(true);
//阻止GC把該對象放入終結器隊列
GC.SuppressFinalize(this);
}
}

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