.net中非托管资源如何清理

本篇文章是我对.net中非托管资源清理的一些见解,共享给大家,希望能够给初学者提供一些借鉴的地方.

.net中非托管资源如何清理

 

背景

这两天帮助其它项目组Review代码,发现有些地方实现了IDispose接口,同时也发现了一些关于IDispose的问题:

1.       A类型实现了IDispose接口,B类型里面含有A类型的字段,B类型没有实现IDispose接口

2.       一个类里面实现了Finalize终结器,同时也实现了IDispose接口,但在Dispose方法里面没有调用GC.SuppressFinalize(this)方法.

 

下面我对以上两个问题分别分析一下,并提出解决方案.

问题1:如果A类型里面有非托管资源需要在实现的IDispose接口里面释放,由于B类型没有实现IDispose接口,B类型的使用者要想释放A类型的非托管资源并不方便.这样的话,就有可能忘记了释放A类型的非托管资源.

解决方案:

实现B类型的IDispose接口,在Dispose方法里面调用A类型的Dispose方法.这样,B类型的使用者在调用B类型Dispose的同时,就把A类型的Dispose也调用了.

 

问题2:在Dispose方法里面没有调用GC.SuppressFinalize(this)方法,会有什么问题呢,这样会导致垃圾回收器不能对这个类型的对象及时回收. 当GC开始工作的时候，它首先将没有终结器的垃圾对象从内存中移除，有终结器的所有对象则添加到一个垃圾队列当中。GC会调用一个新线程来执行这些对象的终结器。当终结器执行完毕后，这个对象会从队列中被移除。这个对象在队列中移除之后,当GC再次开始工作的时候,这个对象才能够被回收,所以有终结器的对象会比没有的在内存中保留更长的时间。在后面我会对这里再详细的描述一下.

解决方案:

在Dispose方法中调用GC.SuppressFinalize(this)方法.这样的话,就不会把有终结器的对象则添加到垃圾队列当中.

 

切入正题

.net中,非托管代码清理有两种方式:Finalize方式和Dispose方式.

Finalize方式:通过对自定义类型实现一个Finalize方法来释放非通过资源.

从.net2.0开始,C#编译器不能对Finalize进行显示的调用和重写,必须使用析构函数来实现它.

class A

{

       ~A()

{

       释放资源;

}

上面的代码就是通过Finalize方式来释放资源的跟C++用析构函数释放资源的代码很象.

但是它实现方式和C++不同,因为它是由垃圾回收器来管理内存的.

大家看到了,用Finalize方式释放非托管资源很简单,但是如果你了解了他的实现方式,你可能就不会选择用它来释放非托管资源.

那Finalize方式在.net内部是如何实现的呢?

当GC(垃圾回收器)开始工作的时候，它首先将没有终结器的垃圾对象从内存中移除，有终结器的所有对象则添加到一个终止化队列当中。GC会调用一个新线程来执行这些对象的终结器。当终结器执行完毕后，这些对象会从队列中被移除。这时候由于这些对象在第一次检测到的时候没有被释放,它们将会进入第1代对象,直到GC检测到第0代对象和第1代对象再次充满时,这时候GC才会把刚才那些对象释放掉,所以有终结器的对象会比没有的在内存中保留更长的时间。

 

提示:垃圾回收器把托管堆中的对象分为3代,分别是0,1,2.一般分配为:0代约256K,1代约是2MB,第2代约是MB,代龄越高,容量就越大,显然效率也就越低.首先被添加到托管堆中的对象被定为第0代,当第0代充满时,就会执行垃圾回收,未被回收的对象代领将提升1代.

 

由于以上原因应该避免仅使用Finalize方式释放非托管资源.

 

Dispose模式:在自定义类中实现IDispose接口,在接口中的Dispose方法中对非托管资源进行释放.闲话少说,上代码

public class MyResourceRelease: IDisposable

        {

                     /// <summary>

                     /// 保证资源只用释放一次

                     /// </summary>

            private bool _alreadyDisposed = false;

 

            /// <summary>

                     ///

                     /// </summary>

                     /// <param name="isDisposing">用来判断释放资源的类别(托管和非托管)</param>

            protected virtual void Dispose(bool isDisposing)

            {

                if(_alreadyDisposed)

                {

                    return;

                }

                if(isDisposing)

                {

                    //释放托管资源

                }

                //释放非托管资源

                _alreadyDisposed = true;

            }

 

            public void Dispose()

            {

                Dispose(true);

            }

上面的代码就是用Dispose方式释放资源的方法.因为上面自定义的Dispose(bool isDisposing)方法是virtual的,所以还可以在派生类里面对它进行override

public class MyDerivedResource: MyResourceRelease

        {

            private bool _disposed = false;

 

            protected override void Dispose(bool isDisposing)

            {

                if(_disposed)

                {

                    return;

                }

                            try

                            {    

                                   if(isDisposing)

                                   {

                                          //释放托管资源

                                   }

                                   //释放非托管资源

                                _disposed = true;

                            }

                            finally

                            {

                       base.Dispose(isDisposing);

                            }

 

            }

这样可以确保释放继承链上所有对象的引用资源,在整个继承层次中传播Dispose模式.

 

思考

那用Dispose方式非托管资源就是最好的方法了吗?

其实不然,因为类型实现了IDispose接口,这个类的使用者必须显示调用Dispose方法,或者在创建该类型对象的时候使用using关键字,对于一些粗心的使用者可能会忘记调用Dispose方法,或者没有使用using关键字,这样就导致了非托管资源没有释放的后果.

 

最佳方案

 

同时实现终结器和Dispose方式.这样对于细心的使用者直接显示调用Dispose方法会提高垃圾回收的性能,对于粗心的使用者虽然忘记了调用Dispose方法,但也不至于使得非托管资源得不到释放.

注意这里用到了GC. SuppressFinalize(this)方法.

代码如下:

public class MyResourceRelease: IDisposable

        {

                     ~MyResourceRelease()

                     {

                            Dispose(false);

                     }

                     /// <summary>

                     /// 保证资源只用释放一次

                     /// </summary>

            private bool _alreadyDisposed = false;

 

            /// <summary>

                     ///

                     /// </summary>

                     /// <param name="isDisposing">用来判断释放资源的类别(托管和非托管)</param>

            protected virtual void Dispose(bool isDisposing)

            {

                if(_alreadyDisposed)

                {

                    return;

                }

               if(isDisposing)

                {

                    //释放托管资源

                }

                //释放非托管资源

                _alreadyDisposed = true;

            }

 

            public void Dispose()

            {

                Dispose(true);

                            //阻止GC把该对象放入终结器队列

                GC.SuppressFinalize(this);

            }