前面一篇文章介紹了垃圾回收的基本工作原理，垃圾回收器并不是可以管理內(nèi)存中的所有資源。對于所有的托管資源都將有.NET垃圾回收機制來釋放，但是，對于一些非托管資源，我們就需要自己編寫代碼來清理這類資源了。

其實在C#開發(fā)中，大部分資源都可以通過.NET垃圾回收機制進行回收，只用當(dāng)我們使用非托管資源（原始的操作系統(tǒng)文件句柄，原始的非托管數(shù)據(jù)庫連接，非托管內(nèi)存等等）的時候，我們才需要實現(xiàn)自己的資源清理代碼。

.NET提供了兩種釋放非托管資源的方式，類型自己的Finalize方法和IDisposable接口的Dispose方法。

下面就來看看這兩個跟垃圾回收相關(guān)的方法。

Finalize方法

在.NET的基類System.Object中，定義了名為Finalize()的虛方法，這個方法默認什么都不做。

我們可以為自定義的類型重寫Finalize方法，在該方法中加入必要的非托管資源清理邏輯。當(dāng)要從內(nèi)存中刪除這個類型的對象時，垃圾回收器會調(diào)用對象的Finalize方法。所以，無論.NET進行一次自發(fā)的垃圾回收，還是我們通過GC.Collect()進行強制垃圾回收，F(xiàn)inalize方法總是會被調(diào)用。另外，當(dāng)承載應(yīng)用程序的AppDomain從內(nèi)存中移除時，同樣會調(diào)用Finalize方法。

重寫Finalize方法

假設(shè)我們現(xiàn)在有一個使用非托管資源的類型，那么我們就需要重寫Finalize方法來進行非托管資源的清理，但是當(dāng)通過下面的方式重寫Finalize方法的時候，我們會得到一個編譯錯誤。

class MyResourceWrapper

{

protected override void Finalize()

{

}

}

其實，當(dāng)我們想要重寫Finalize方法時，C#為我們提供了（類似C++）析構(gòu)函數(shù)語法（C#終結(jié)器）來重寫該方法。C#終結(jié)器和構(gòu)造函數(shù)語法類似，方法名稱都和類型名稱一樣；不同的是，終結(jié)器具有~前綴，并且不能使用訪問修飾符，不接受參數(shù)，也不能重載，所以一個類只能有一個終結(jié)器。

class MyResourceWrapper

{

~MyResourceWrapper()

{

Console.WriteLine("release unmanaged resources");

Console.Beep();

}

}

之所以C#只支持這種方式進行Finalize方法的重寫，是因為C#編譯器會為Finalize方法隱式地加入一些必需的基礎(chǔ)代碼。下面就是我們通過ILSpy查看到了IL代碼，F(xiàn)inalize方法作用域內(nèi)的代碼被放在了一個try塊中，然后不管在try塊中是否遇到異常，finally塊保證了Finalize方法總是能夠被執(zhí)行。

.method family hidebysig virtual

instance void Finalize () cil managed

{

// Method begins at RVA 0x2050

// Code size 31 (0x1f)

.maxstack 1

.try

{

IL_0000: nop

IL_0001: ldstr "release unmanaged resources"

IL_0006: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)

IL_000b: nop

IL_000c: call void [mscorlib]System.Console::Beep()

IL_0011: nop

IL_0012: nop

IL_0013: leave.s IL_001d

} // end .try

finally

{

IL_0015: ldarg.0

IL_0016: call instance void [mscorlib]System.Object::Finalize()

IL_001b: nop

IL_001c: endfinally

} // end handler

IL_001d: nop

IL_001e: ret

} // end of method MyResourceWrapper::Finalize

當(dāng)我們執(zhí)行下面代碼時，我們就可以聽到系統(tǒng)蜂鳴聲，像我們前面介紹的一樣AppDomain被移除內(nèi)存，類型終結(jié)器將被調(diào)用。

static void Main(string[] args)

{

MyResourceWrapper mr = new MyResourceWrapper();

}

Finalize的工作機制

Finalize的工作機制還是比較復(fù)雜的，這里只是簡單的介紹，更多的原理大家可以自己網(wǎng)上查查。

當(dāng)在托管堆上分配對象空間時，運行庫會自動確定該對象是否提供一個自定義的Finalize方法。如果是這樣，對象被標記為可終結(jié)的，同時一個指向這個對象的指針被保存在名為終結(jié)隊列的內(nèi)部隊列中。終結(jié)隊列是一個由垃圾回收器維護的表，它指向每一個在從堆上刪除之前必須終結(jié)的對象。

當(dāng)垃圾回收器確定到了從內(nèi)存中釋放一個對象的時間時，它檢查終結(jié)隊列上的每一個項，并將對象從堆上復(fù)制到另一個稱作終結(jié)可達表（finalization reachable table的托管結(jié)構(gòu)上。此時，下一個垃圾回收時將產(chǎn)生另外一個線程，為每一個在可達表中的對象調(diào)用Finalize方法。因此，為了真正終結(jié)一個對象，至少要進行兩次垃圾回收。

從上面可以看到，F(xiàn)inalize方法的調(diào)用是相當(dāng)消耗資源的。Finalize方法的作用是保證.NET對象能夠在垃圾回收時清理非托管資源，如果創(chuàng)建了一個不使用非托管資源的類型，實現(xiàn)終結(jié)器是沒有任何作用的。所以說，如果沒有特殊的需求應(yīng)該避免重寫Finalize方法。

IDisposable接口

當(dāng)垃圾回收生效時，可以利用終結(jié)器來釋放非托管資源。然而，很多非托管資源都非常寶貴（如數(shù)據(jù)庫和文件句柄），所以它們應(yīng)該盡可能快的被清除，而不能依靠垃圾回收的發(fā)生。除了重寫Finalize之外，類還可以實現(xiàn)IDisposable接口，然后在代碼中主動調(diào)用Dispose方法來釋放資源。

看一個例子：

class MyResourceWrapper:IDisposable

{

public void Dispose()

{

Console.WriteLine("release resources with Dispose");

Console.Beep();

}

}

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

MyResourceWrapper mr = new MyResourceWrapper();

mr.Dispose();

}

}

同樣，當(dāng)我們顯示的調(diào)用Dispose方法的時候，可以聽到系統(tǒng)的蜂鳴聲。

注意，通過Dispose進行資源的釋放也是有潛在的風(fēng)險的，因為Dispose方法需要被程序員顯示的調(diào)用，如果代碼中漏掉了Dispose的調(diào)用或者在Dispose調(diào)用之前產(chǎn)生了異常從而沒有指定Dispose，那么有些資源可能就一直留在內(nèi)存中了。

所以我們應(yīng)該使用下面的方式保證Dispose方法可以被調(diào)用到：

static void Main(string[] args)

{

MyResourceWrapper mr = new MyResourceWrapper();

try

{

//do something wiht mr object

}

finally

{

mr.Dispose();

}

}

但是，每次編寫Dispose的代碼都使用try塊會覺得很麻煩，還好C#中，我們可以重用using關(guān)鍵字來簡化Dispose的調(diào)用。

重用using關(guān)鍵字

在C#中，using語句提供了一個高效的調(diào)用對象Dispose方法的方式。對于任何IDispose接口的類型，都可以使用using語句，而對于那些沒有實現(xiàn)IDisposable接口的類型，使用using語句會導(dǎo)致一個編譯錯誤。

static void Main(string[] args)

{

using (MyResourceWrapper mr = new MyResourceWrapper())

{

//do something with mr object

}

}

在using語句塊結(jié)束的時候，mr實例的Dispose方法將會被自動調(diào)用。using語句不僅免除了程序員輸入Dispose調(diào)用的代碼，它還保證Dispose方法被調(diào)用，無論using語句塊順利執(zhí)行結(jié)束，還是拋出一個異常。事實上，C#編譯器為using語句自動添加了try/finally塊。我們可以看看using的IL代碼：

.try

{

IL_0007: nop

IL_0008: nop

IL_0009: leave.s IL_001b

} // end .try

finally

{

IL_000b: ldloc.0

IL_000c: ldnull

IL_000d: ceq

IL_000f: stloc.1

IL_0010: ldloc.1

IL_0011: brtrue.s IL_001a

IL_0013: ldloc.0

IL_0014: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()

IL_0019: nop

IL_001a: endfinally

} // end handler

Dispose和Finalize的結(jié)合

從前面的介紹了解到，F(xiàn)inalize可以通過垃圾回收進行自動的調(diào)用，而Dispose需要被代碼顯示的調(diào)用，所以，為了保險起見，對于一些非托管資源，還是有必要實現(xiàn)終結(jié)器的。也就是說，如果我們忘記了顯示的調(diào)用Dispose，那么垃圾回收也會調(diào)用Finalize，從而保證非托管資源的回收。

其實，MSDN上給我們提供了一種很好的模式來實現(xiàn)IDisposable接口來結(jié)合Dispose和Finalize，例如下面的代碼：

class MyResourceWrapper:IDisposable

{

private bool IsDisposed=false;

public void Dispose()

{

Dispose(true);

//tell GC not invoke Finalize method

GC.SuppressFinalize(this);

}

protected void Dispose(bool Disposing)

{

if(!IsDisposed)

{

if(Disposing)

{

//clear managed resources

}

//clear unmanaged resources

}

IsDisposed=true;

}

~MyResourceWrapper()

{

Dispose(false);

}

}

在這個模式中，void Dispose(bool Disposing)函數(shù)通過一個Disposing參數(shù)來區(qū)別當(dāng)前是否是被Dispose()調(diào)用。如果是被Dispose()調(diào)用，那么需要同時釋放托管和非托管的資源。如果是被終結(jié)器調(diào)用了，那么只需要釋放非托管的資源即可。Dispose()函數(shù)是被其它代碼顯式調(diào)用并要求釋放資源的，而Finalize是被GC調(diào)用的。

另外，由于在Dispose()中已經(jīng)釋放了托管和非托管的資源，因此在對象被GC回收時再次調(diào)用Finalize是沒有必要的，所以在Dispose()中調(diào)用GC.SuppressFinalize(this)避免重復(fù)調(diào)用Finalize。同樣，因為IsDisposed變量的存在，資源只會被釋放一次，多余的調(diào)用會被忽略。

所以這個模式的優(yōu)點可以總結(jié)為：

如果沒有顯示的調(diào)用Dispose()，未釋放托管和非托管資源，那么在垃圾回收時，還會執(zhí)行Finalize()，釋放非托管資源，同時GC會釋放托管資源

如果調(diào)用了Dispose()，就能及時釋放了托管和非托管資源，那么該對象被垃圾回收時，就不會執(zhí)行Finalize()，提高了非托管資源的使用效率并提升了系統(tǒng)性能

總結(jié)

本文介紹了.NET垃圾回收中兩個相關(guān)的方法：Dispose和Finalize。Finalize的目的是用于釋放非托管的資源，而Dispose是用于釋放所有資源，包括托管的和非托管的。

Dispose需要在代碼中進行顯示的調(diào)用，而Finalize則是由垃圾回收自動調(diào)用，為了更有效的結(jié)合Dispose和Finalize，文中還介紹了MSDN中給出的實現(xiàn)IDisposable接口的一個模式。

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