NET Framework 自動(dòng)內(nèi)存管理機(jī)制深入剖析 (C#分析篇) 收藏
在.NET Framework中,內(nèi)存中的資源(即所有二進(jìn)制信息的集合)分為"托管資源"和"非托管資源".托管資源必須接受.NET Framework的CLR(通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí))的管理(諸如內(nèi)存類型安全性檢查),而非托管資源則不必接受.NET Framework的CLR管理.  (了解更多區(qū)別請(qǐng)參閱.NET Framework或C#的高級(jí)編程資料)

托管資源在.NET Framework中又分別存放在兩種地方: "堆棧"和"托管堆"(以下簡(jiǎn)稱"堆");規(guī)則是,所有的值類型(包括引用和對(duì)象實(shí)例)和引用類型的引用都存放在"堆棧"中,而所有引用所代表的對(duì)象實(shí)例都保存在堆中.

在C#中,釋放托管資源是可以自動(dòng)通過(guò)"垃圾回收器"完成的(注意,"垃圾回收"機(jī)制是.NET Framework的特性,而不是C#的),但具體來(lái)說(shuō),仍有些需要注意的地方:
  1.值類型(包括引用和對(duì)象實(shí)例)和引用類型的引用其實(shí)是不需要什么"垃圾回收器"來(lái)釋放內(nèi)存的,因?yàn)楫?dāng)它們出了作用域后會(huì)自動(dòng)釋放所占內(nèi)存(因?yàn)樗鼈兌急４嬖?堆棧"中,學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可知這是一種先進(jìn)后出的結(jié)構(gòu));
  2.只有引用類型的引用所指向的對(duì)象實(shí)例才保存在"堆"中,而堆因?yàn)槭且粋€(gè)自由存儲(chǔ)空間,所以它并沒(méi)有像"堆棧"那樣有生存期("堆棧"的元素彈出后就代表生存期結(jié)束,也就代表釋放了內(nèi)存),并且非常要注意的是,"垃圾回收器"只對(duì)這塊區(qū)域起作用;
  3."垃圾回收器"也許并不像許多人想象的一樣會(huì)立即執(zhí)行(當(dāng)堆中的資源需要釋放時(shí)),而是在引用類型的引用被刪除和它在"堆"中的對(duì)象實(shí)例被刪除中間有個(gè)間隔,為什么呢? 因?yàn)?垃圾回收器"的調(diào)用是比較消耗系統(tǒng)資源的,因此不可能經(jīng)常被調(diào)用!

(當(dāng)然,用戶代碼可以用方法System.GC.Collect()來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行"垃圾回收器")

然而,大多數(shù)情況下,我們需要明確地在不執(zhí)行"垃圾回收器"的情況下釋放托管資源(因?yàn)橹恍枰尫乓徊糠值质欠浅Ｐ枰尫诺馁Y源,但最好不要調(diào)用"垃圾回收器",因?yàn)?垃圾回收器"太浪費(fèi)系統(tǒng)資源了),或需要釋放"非托管資源",這時(shí)候我們?cè)撛趺崔k? 這是我們寫代碼的時(shí)候必須要考慮的問(wèn)題("垃圾回收器"是系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,一般情況不需要用戶干預(yù)),否則Windows系統(tǒng)會(huì)因?yàn)閮?nèi)存耗盡而...
現(xiàn)在,我來(lái)告訴怎么辦,那就是使用類的Dispose()方法釋放所有類型資源 和 使用析構(gòu)方法釋放非托管資源!
1.Dispose()方法
  要通過(guò)Dispose()方法來(lái)釋放資源,那么在類定義的時(shí)候執(zhí)"System.IDisposable"接口,然后在類中必須包含這樣定義的方法"void Dispose()" (在Dispose()方法中就是用戶自己寫的釋放資源的代碼段),這樣一來(lái),用戶就會(huì)知道可以通過(guò)人為地調(diào)用Dispose()方法來(lái)釋放資源. 不過(guò)需要注意的是,"垃圾回收器"并不是通過(guò)調(diào)用Dispose()方法來(lái)釋放托管資源的!

2.析構(gòu)方法
  在C#中定義析構(gòu)方法的格式是" ~CLASS_NAME() ".非常需要注意的是,如果一個(gè)類中沒(méi)有使用到非托管資源,那么請(qǐng)一定不要定義析構(gòu)方法,這是因?yàn)閷?duì)象執(zhí)行了析構(gòu)方法,那么"垃圾回收器"在釋放托管資源之前要先調(diào)用析構(gòu)方法,然后第二次才真正釋放托管資源,這樣一來(lái),兩次刪除動(dòng)作的花銷比一次大多的! (不過(guò),即使你在類中已經(jīng)定義了析構(gòu)方法,仍然有辦法"屏蔽"它,這將在后面的代碼范例中說(shuō)明) 在析構(gòu)方法中,就是用戶自己寫的釋放非托管資源的代碼段.

下面使用一段代碼來(lái)示范Dispose()方法和析構(gòu)方法如何使用:

   public class ResourceHolder : System.IDisposable
   {
      public void Dispose()
      {
         Dispose(true);
         System.GC.SuppressFinalize(this);
         // 上面一行代碼作用是防止"垃圾回收器"調(diào)用這個(gè)類中的方法
         // " ~ResourceHolder() "
         // 為什么要防止呢? 因?yàn)槿绻脩粲浀谜{(diào)用Dispose()方法,那么
         // "垃圾回收器"就沒(méi)有必要"多此一舉"地再去釋放一遍"非托管資源"了
         // 如果用戶不記得調(diào)用呢,就讓"垃圾回收器"幫我們?nèi)?多此一舉"吧 ^_^
         // 你看不懂我上面說(shuō)的不要緊,下面我還有更詳細(xì)的解釋呢!

      }

      protected virtual void Dispose(bool disposing)
      {
         if (disposing)
         {
          // 這里是清理"托管資源"的用戶代碼段
         }
        // 這里是清理"非托管資源"的用戶代碼段
      }

      ~ResourceHolder()
      {
         Dispose(false);
      }
   }

  上面的代碼是一個(gè)典型的有兩種Dispose方法的類定義.
   在.NET Framework中有很多系統(tǒng)類是用這種方法定義Dispose()方法的,例如:
   MSDN中,，System.Drawing.Brush.Dispose方法就是這樣定義的:
   ************************************************************
   * 釋放由此 Brush 對(duì)象使用的所有資源,。                      *
   * public void Dispose()                                    *
   * 該成員支持 .NET 框架結(jié)構(gòu)，因此不適用于直接從代碼中使用,。 *
   * protected virtual void Dispose(bool);                    *
   ************************************************************

   這里,我們必須要清楚,需要用戶調(diào)用的是方法Dispose()而不是方法Dispose(bool),然而,這里真正執(zhí)行釋放工作的方法卻并不是Dispose(),而是Dispose(bool) ! 為什么呢?仔細(xì)看代碼,在Dispose()中,調(diào)用了Dispose(true),而參數(shù)為"true"時(shí),作用是清理所有的托管資源和非托管資源;大家一定還記得我前面才說(shuō)過(guò),"使用析構(gòu)方法是用來(lái)釋放非托管資源的",那么這里既然Dispose()可以完成釋放非托管資源的工作,還要析構(gòu)方法干什么呢? 其實(shí),析構(gòu)方法的作用僅僅是一個(gè)"備份"!
   為什么呢?
嚴(yán)格地說(shuō),凡執(zhí)行了接口"IDisposable"的類,那么只要程序員在代碼中使用了這個(gè)類的對(duì)象實(shí)例,那么早晚得調(diào)用這個(gè)類的Dispose()方法,同時(shí),如果類中含有對(duì)非托管資源的使用,那么也必須釋放非托管資源! 可惜,如果釋放非托管資源的代碼放在析構(gòu)方法中(上面的例子對(duì)應(yīng)的是 " ~ResourceHolder() "),那么程序員想調(diào)用這段釋放代碼是不可能做到的(因?yàn)槲鰳?gòu)方法不能被用戶調(diào)用,只能被系統(tǒng),確切說(shuō)是"垃圾回收器"調(diào)用),所以大家應(yīng)該知道為什么上面例子中"清理非托管資源的用戶代碼段"是在Dispose(bool)中,而不是~ResourceHolder()中! 不過(guò)不幸的是,并不是所有的程序員都時(shí)刻小心地記得調(diào)用Dispose()方法,萬(wàn)一程序員忘記調(diào)用此方法,托管資源當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題,早晚會(huì)有"垃圾回收器"來(lái)回收(只不過(guò)會(huì)推遲一會(huì)兒),那么非托管資源呢?它可不受CLR的控制啊!難道它所占用的非托管資源就永遠(yuǎn)不能釋放了嗎? 當(dāng)然不是!我們還有"析構(gòu)方法"呢! 如果忘記調(diào)用Dispose(),那么"垃圾回收器"也會(huì)調(diào)用"析構(gòu)方法"來(lái)釋放非托管資源的!(多說(shuō)一句廢話,如果程序員記得調(diào)用Dispose()的話,那么代碼"System.GC.SuppressFinalize(this);"則可以防止"垃圾回收器"調(diào)用析構(gòu)方法,這樣就不必多釋放一次"非托管資源"了) 所以我們就不怕程序員忘記調(diào)用Dispose()方法了.
  所以我說(shuō)了這么一大堆的理由,綜合起來(lái)只有兩點(diǎn):
  *1.程序員們啊,千萬(wàn)不要忘記調(diào)用Dispose()方法! (如果有的話 ^_^)
  *2.萬(wàn)一忘記,不要著急...還有救!!! 因?yàn)檫€有"垃圾回收器"幫我們自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)方法!

發(fā)表于 @ 2002年11月21日　09:50:00 | 評(píng)論( 0 ) | 編輯| 舉報(bào)| 收藏

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