一、前言

在C#中，由于有了垃圾回收機(jī)制的支持，對象的析構(gòu)和以前的C++有了很大的不同，這就要求程序員在設(shè)計(jì)類型的時(shí)候，充分理解.NET的機(jī)制，明確怎樣利用Dispose方法和Finalize方法來保證一個(gè)對象正確而高效地被析構(gòu)。

二、Dispose方法的功能

我們在講解有關(guān)using的用法時(shí)，已經(jīng)介紹了Dispose方法。正是因?yàn)槔厥諜C(jī)制掩蓋了對象內(nèi)存真正被回收的時(shí)間，考慮到很多情況下程序員扔希望在對象不再被使用的時(shí)候進(jìn)行一些清理工作，所以.NET提供了IDisposable接口并且在其中定義了Dispose方法。通常程序員會在Dispose方法中實(shí)現(xiàn)一些托管對象和非托管對象的釋放以及邏輯業(yè)務(wù)的結(jié)束工作等。注意實(shí)現(xiàn)了Dispose方法不能得到任何有關(guān)釋放的保證，Dispose方法的調(diào)用依賴于類型的使用者，當(dāng)類型被不恰當(dāng)?shù)厥褂脮r(shí)，Dispose方法將不會被調(diào)用，但using等語法的存在還是幫助了類型的Dispose方法被調(diào)用。

三、Finalize方法的機(jī)制

由于Dispose方法的調(diào)用依賴于使用者，為了彌補(bǔ)這一缺陷，.NET同時(shí)提供了Finalize方法。Finalize方法常常被具有C++開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的程序員稱為析構(gòu)方法，但它的執(zhí)行方法卻和傳統(tǒng)C++中的析構(gòu)函數(shù)完全不同。Finalize方法在GC執(zhí)行垃圾回收時(shí)調(diào)用，具體的機(jī)制是這樣的：

• 當(dāng)每個(gè)包含F(xiàn)inalize方法的類型的實(shí)例對象被分配時(shí)，.NET會在一張?zhí)囟ǖ谋斫Y(jié)構(gòu)中添加一個(gè)引用并且執(zhí)行這個(gè)實(shí)例對象。方便起見稱該表為“帶析構(gòu)對象表”。
• 當(dāng)GC執(zhí)行并且檢測到一個(gè)不被使用的對象時(shí)，需要進(jìn)一步檢查“帶析構(gòu)對象表”來查看該對象類型是否有Finalize方法，如果沒有則該對象被視為垃圾，如果存在Finalize方法，則把指向該對象的引用從“帶析構(gòu)對象表”移到另外一張表中，這里暫時(shí)稱它為“等待析構(gòu)表”。并且該對象實(shí)例被視為扔在被使用。
• CLR將有一個(gè)單獨(dú)的線程負(fù)責(zé)處理“等待析構(gòu)表”，其方法就是依次通過引用調(diào)用其中每個(gè)對象的Finalize方法，然后刪除引用，這時(shí)托管堆中的對象實(shí)例將處于不再被使用的狀態(tài)。
• 下一個(gè)GC執(zhí)行時(shí)，將釋放已經(jīng)被調(diào)用Finalize方法的那些對象實(shí)例。

四、正確地使用Dispose和Finalize方法

Finalize方法確實(shí)比Dispose方法更加安全，因?yàn)樗蒀LR保證調(diào)用，但是性能方面Finalize方法卻要差的多。我們需要知道的是：正確的類型設(shè)計(jì)是把Finalize方法作為Dispose方法的后備，只有在使用者沒有調(diào)用Dispose方法的情況下，F(xiàn)inalize方法才能被視為需要執(zhí)行。下面是一個(gè)正確高效的設(shè)計(jì)模板，建議牢記這個(gè)模板并且套用到每一個(gè)需要DIspose和Finalize方法的類型上去。

using System;

namespace usingDemo
{
    public class FinalizeDisposeBase : IDisposable
    {
        // 標(biāo)記對象是否已被釋放
        private bool _disposed = false;
        // Finalize方法
        ~FinalizeDisposeBase()
        {
            Dispose(false);
        }

        /// <summary>
        /// 這里實(shí)現(xiàn)了IDisposable中的Dispose方法
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);
            // 告訴GC此對象的Finalize方法不再需要調(diào)用
            GC.SuppressFinalize(true);
        }

        /// <summary>
        /// 在這里做實(shí)際的析構(gòu)工作
        /// 聲明為虛方法以供子類在必要時(shí)重寫
        /// </summary>
        /// <param name="isDisposing"></param>
        protected virtual void Dispose(bool isDisposing)
        {
            // 當(dāng)對象已經(jīng)被析構(gòu)時(shí)，不在執(zhí)行
            if(_disposed)
            {
                return;
            }
            if(isDisposing)
            {
                // 在這里釋放托管資源
                // 只在用戶調(diào)用Dispose方法時(shí)執(zhí)行
            }
            // 在這里釋放非托管資源
            // 標(biāo)記對象已被釋放
            _disposed = true;
        }
    }

    public sealed class FinalizeDispose:FinalizeDisposeBase
    {
        private bool _mydisposed = false;
        protected override void Dispose(bool isDisposing)
        {
            // 保證只釋放一次
            if (_mydisposed)
            {
                return;
            }
            if(isDisposing)
            {
                // 在這里釋放托管的并且在這個(gè)類型中聲明的資源
            }
            // 在這里釋放非托管的并且在這個(gè)類型中聲明的資源
            // 調(diào)用父類的Dispose方法來釋放父類中的資源
            base.Dispose(isDisposing);
            // 設(shè)置子類的標(biāo)記
            _mydisposed = true;
        }
        static void Main()
        {

        }
    }
}

上面的代碼是一個(gè)近乎完美的Dispose配合Finalize的設(shè)計(jì)模板，其中有幾點(diǎn)需要特別注意：

• 真正做釋放工作的只是Virtual的受保護(hù)方法Dispose方法，事實(shí)上這個(gè)方法的名字并不重要，僅僅為了通用和更好理解，稱呼它為Dispose。
• 虛方法Dispose需要接受一個(gè)布爾類型的參數(shù)，主要用于區(qū)分調(diào)用方是類型的使用者還是.NET的垃圾回收。前者通過IDisposable的Dispose方法，而后者通過Finalize方法。兩者的區(qū)別是通過Finalize方法釋放資源時(shí)不能再釋放或使用對象中的托管資源，這是因?yàn)檫@時(shí)的對象已經(jīng)處于不被使用的狀態(tài)，很有可能其中的托管資源已經(jīng)被釋放掉了。
• 在IDisposable的Dispose方法的實(shí)現(xiàn)中通過GC.SuppressFinalize()方法來告訴.NET此對象在被回收時(shí)不需要調(diào)用Finalize方法，這一句是改善性能的關(guān)鍵，記住實(shí)現(xiàn)Dispose方法的本質(zhì)目的就是避免所有釋放工作在Finalize方法中進(jìn)行。
• 子類型必須定義自己的釋放標(biāo)記來標(biāo)明子類中的資源是否已經(jīng)被釋放，同時(shí)子類的虛方法Dispose方法也只需要釋放自己新定義的資源。
• 確保在虛方法Dispose中做的都是釋放工作，有些邏輯上的結(jié)束工作需要反復(fù)斟酌，以防止一個(gè)簡單的賦值語句使對象再度存活。

五、總結(jié)

Dispose方法被使用者主動調(diào)用，而Finalize方法在對象被垃圾回收的第一輪回收后，由一個(gè)專用的.NET線程進(jìn)行調(diào)用。Dispose方法不能保證被執(zhí)行，而.NET的垃圾回收機(jī)制保證了擁有Finalize方法并且需要被調(diào)用的類型對象的Finalize方法被執(zhí)行。調(diào)用Finalize方法涉及了一系列復(fù)雜的操作，性能代價(jià)非常高，程序員可以通過GC.SuppressFinalize方法通知.NET該對象的Finalize方法不需要被調(diào)用。有關(guān)Dispose和Finalize的類型設(shè)計(jì)應(yīng)該參照上面的代碼模板，以保證對象能夠被高效和安全的釋放。

到此這篇關(guān)于C#中Dispose和Finalize方法的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

最新評論