浅谈C#中的资源释放问题

傷城~ 2022-08-26 11:16 252阅读 0赞

便于对文章的开展，需要先明确两个概念。

第一个就是很多人用.Net写程序，会谈到托管这个概念。那么.Net所指的资源托管到底是什么意思，是相对于所有资源，还是只限于某一方面资源？很多人对此不是很了解，**其实.Net所指的托管只是针对内存这一个方面，并不是对于所有的资源；因此对于Stream，数据库的连接，GDI+的相关对象，还有Com对象等等，这些资源并不是受到.Net管理而统称为非托管资源。而对于内存的释放和回收，系统提供了GC-Garbage Collector，而至于其他资源则需要手动进行释放。**

那么第二个概念就是什么是垃圾，通过我以前的文章，会了解到.Net类型分为两大类，一个就是值类型，另一个就是引用类型。前者是分配在栈上，并不需要GC回收；后者是分配在堆上，因此它的内存释放和回收需要通过GC来完成。GC的全称为“Garbage Collector”,顾名思义就是垃圾回收器，那么只有被称为垃圾的对象才能被GC回收。也就是说，**一个引用类型对象所占用的内存需要被GC回收，需要先成为垃圾。那么.Net如何判定一个引用类型对象是垃圾呢，.Net的判断很简单，只要判定此对象或者其包含的子对象没有任何引用是有效的，那么系统就认为它是垃圾。**

明确了这两个基本概念，接下来说说GC的运作方式以及其的功能。内存的释放和回收需要伴随着程序的运行，因此系统为GC安排了独立的线程。那么GC的工作大致是，查询内存中对象是否成为垃圾，然后对垃圾进行释放和回收。那么对于GC对于内存回收采取了一定的优先算法进行轮循回收内存资源。其次，**对于内存中的垃圾分为两种，一种是需要调用对象的析构函数，另一种是不需要调用的。GC对于前者的回收需要通过两步完成，第一步是调用对象的析构函数，第二步是回收内存，但是要注意这两步不是在GC一次轮循完成，即需要两次轮循；相对于后者，则只是回收内存而已。**

很明显得知，对于某个具体的资源，无法确切知道，对象析构函数什么时候被调用，以及GC什么时候会去释放和回收它所占用的内存。那么对于从C、C++之类语言转换过来的程序员来说，这里需要转变观念。

那么对于程序资源来说，我们应该做些什么，以及如何去做，才能使程序效率最高，同时占用资源能尽快的释放。前面也说了，资源分为两种，托管的内存资源，这是不需要我们操心的，系统已经为我们进行管理了；那么对于非托管的资源，这里再重申一下，就是Stream，数据库的连接，GDI+的相关对象，还有Com对象等等这些资源，需要我们手动去释放。

如何去释放，应该把这些操作放到哪里比较好呢。.Net提供了三种方法，也是最常见的三种，大致如下：

1 ．  析构函数；

2 ．  继承IDisposable接口，实现Dispose方法；

3 ．  提供Close方法。

**经过前面的介绍，可以知道析构函数只能被GC来调用的，那么无法确定它什么时候被调用，因此用它作为资源的释放并不是很合理，因为资源释放不及时；但是为了防止资源泄漏，毕竟它会被GC调用，因此析构函数可以作为一个补救方法。而Close与Dispose这两种方法的区别在于，调用完了对象的Close方法后，此对象有可能被重新进行使用；而Dispose方法来说，此对象所占有的资源需要被标记为无用了，也就是此对象被销毁了，不能再被使用。** 例如，常见SqlConnection这个类，当调用完Close方法后，可以通过Open重新打开数据库连接，当彻底不用这个对象了就可以调用Dispose方法来标记此对象无用，等待GC回收。明白了这两种方法的意思后，大家在往自己的类中添加的接口时候，不要歪曲了这两者意思。

接下来说说这三个函数的调用时机，我用几个试验结果来进行说明，可能会使大家的印象更深。

首先是这三种方法的实现，大致如下：

![ExpandedBlockStart.gif][] ![ContractedBlock.gif][] /\*\*/ ///<summary>  
![InBlock.gif][]/// The class to show three disposal function  
![ExpandedBlockEnd.gif][]///</summary>  
![None.gif][]  public  class  DisposeClass:IDisposable  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][]publicvoid Close()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Close called!" );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]~DisposeClass()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Destructor called!" );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![ContractedSubBlock.gif][]![ExpandedSubBlockStart.gif][]IDisposable Members\#region IDisposable Members  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]publicvoid Dispose()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][]// TODO: Add DisposeClass.Dispose implementation  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Dispose called!" );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]\#endregion  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]

对于Close来说不属于真正意义上的释放，除了注意它需要显示被调用外，我在此对它不多说了。而对于析构函数而言，不是在对象离开作用域后立刻被执行，只有在关闭进程或者调用GC.Collect方法的时候才被调用，参看如下的代码运行结果。

![None.gif][]  private  void  Create()  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][] DisposeClass myClass =new DisposeClass();  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]  
![None.gif][] private  void  CallGC()  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][] GC.Collect();  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]  
![None.gif][] //  Show destructor   
![None.gif][]  Create();  
![None.gif][] Debug.WriteLine(  " After created! "  );  
![None.gif][] CallGC();  
![None.gif][]

运行的结果为：

**After created!**

**Destructor called!**

显然在出了 Create 函数外， myClass 对象的析构函数没有被立刻调用，而是等显示调用GC.Collect才被调用。

对于Dispose来说，也需要显示的调用，但是对于继承了IDisposable的类型对象可以使用using这个关键字，这样对象的Dispose方法在出了using范围后会被自动调用。例如：

![None.gif][]  using ( DisposeClass myClass  =  new  DisposeClass() )  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][]//other operation here  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]

如上运行的结果如下：

**Dispose called!**

**那么对于如上DisposeClass类型的Dispose实现来说，事实上GC还需要调用对象的析构函数，按照前面的GC流程来说，GC对于需要调用析构函数的对象来说，至少经过两个步骤，即首先调用对象的析构函数，其次回收内存。也就是说，按照上面所写的Dispose函数，虽说被执行了，但是GC还是需要执行析构函数，那么一个完整的Dispose函数，应该通过调用GC.SuppressFinalize(this )来告诉GC，让它不用再调用对象的析构函数中。那么改写后的DisposeClass如下：**

![ExpandedBlockStart.gif][] ![ContractedBlock.gif][] /\*\*/ ///<summary>  
![InBlock.gif][]/// The class to show three disposal function  
![ExpandedBlockEnd.gif][]///</summary>  
![None.gif][]  public  class  DisposeClass:IDisposable  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][]publicvoid Close()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Close called!" );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]~DisposeClass()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Destructor called!" );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![ContractedSubBlock.gif][]![ExpandedSubBlockStart.gif][]IDisposable Members\#region IDisposable Members  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]publicvoid Dispose()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][]// TODO: Add DisposeClass.Dispose implementation  
![InBlock.gif][] Debug.WriteLine( "Dispose called!" );  
![InBlock.gif][] GC.SuppressFinalize( this );  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]\#endregion  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]

通过如下的代码进行测试。

![None.gif][]  private  void  Run()  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][]using( DisposeClass myClass =new DisposeClass() )  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]...\{  
![InBlock.gif][]//other operation here  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][] private  void  CallGC()  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![InBlock.gif][] GC.Collect();  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][] //  Show destructor   
![None.gif][]  Run();  
![None.gif][] Debug.WriteLine(  " After Run! "  );  
![None.gif][] CallGC();  
![None.gif][]

运行的结果如下：

**Dispose called!**

**After Run!**

显然对象的析构函数没有被调用。通过如上的实验以及文字说明，大家会得到如下的一个对比表格。

<table style="BORDER-COLLAPSE: collapse"> 
 <tbody> 
  <tr style="HEIGHT: 20.15pt"> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: windowtext 1pt solid; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: windowtext 1pt solid; WIDTH: 59.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 20.15pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm">
      &nbsp; 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: windowtext 1pt solid; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 117pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 20.15pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #ff6600">析构函数</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: windowtext 1pt solid; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 143.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 20.15pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #ff6600">Dispose</span></strong> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #ff6600">方法</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: windowtext 1pt solid; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 106.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 20.15pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #ff6600">Close</span></strong> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #ff6600">方法</span></strong> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr style="HEIGHT: 27.6pt"> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: windowtext 1pt solid; WIDTH: 59.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 27.6pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: green">意义</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 117pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 27.6pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: navy">销毁对象</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 143.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 27.6pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: navy">销毁对象</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 106.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid; HEIGHT: 27.6pt"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: maroon">关闭对象资源</span></strong> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: windowtext 1pt solid; WIDTH: 59.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: green">调用方式</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 117pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: maroon">不能被显示调用，会被GC调用</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 143.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: navy">需要显示调用</span></strong> 
    </div> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: navy">或者通过using语句</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 106.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: navy">需要显示调用</span></strong> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: windowtext 1pt solid; WIDTH: 59.4pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: green">调用时机</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 117pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: maroon">不确定</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 143.15pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #003300">确定，在显示调用或者离开using程序块</span></strong> 
    </div> </td> 
   <td style="BORDER-RIGHT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 106.55pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid"> 
    <div style="MARGIN: 7.5pt 0cm"> 
     <strong><span style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: #003300">确定，在显示调用时</span></strong> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

那么在定义一个类型的时候，是否一定要给出这三个函数地实现呢。

**我的建议大致如下。**

**1** **．**  **提供析构函数，避免资源未被释放，主要是指非内存资源；**

**2** **．**  **对于Dispose和Close方法来说，需要看所定义的类型所使用的资源（参看前面所说），而决定是否去定义这两个函数；**

**3** **．**  **在实现Dispose方法的时候，一定要加上“** **GC.SuppressFinalize( this )** **”语句，避免再让GC调用对象的析构函数。**

C\# 程序所使用的内存是受托管的，但不意味着滥用，好地编程习惯有利于提高代码的质量以及程序的运行效率。

[ExpandedBlockStart.gif]: http://images.csdn.net/syntaxhighlighting/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif
[ContractedBlock.gif]: /images/20220824/d4d5664e290547498123b0933e4c84ed.png
[InBlock.gif]: /images/20220824/81878baaea8d44a7ace663351e3fcfb1.png
[ExpandedBlockEnd.gif]: /images/20220824/4ce570007cdb48b1898e2f5fd458280b.png
[None.gif]: /images/20220824/a9ee2adc8c76417f823c146c899b7b7e.png
[ExpandedSubBlockStart.gif]: /images/20220824/a32a345d4df646de8bd3e03b4aabd202.png
[ContractedSubBlock.gif]: /images/20220824/128fc1501e924e46b294c17ab828bf2f.png
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