第十一章 管理类型(In .net4.5) 之 管理对象的生命周期

1. 概述

　　本章内容包括 管理非托管资源、使用IDisposable接口 以及 管理析构器和垃圾回收。

2. 主要内容

　　2.1 理解垃圾回收机制

　　　　① 代码执行的时候，内存中有两个地方存放数据项：堆 和 栈。

　　　　② 一个方法结束的时候，其使用的栈空间会被自动清空。 而堆空间，是由垃圾回收器管理的。

　　　　③ 垃圾回收器的工作原理是：启动以后，垃圾回收器的标记程序会遍历堆上保存的对象，标记出仍然被引用的对象，然后压缩程序启动，它会把当前仍然存在引用的对象移动到一起，然后释放掉其他不存在引用的对象。

　　　　④ 执行垃圾回收期间，为了确保对象状态的准确性，系统会暂停其他所有线程的执行，直到垃圾回收执行完毕。这可能会导致一定的程序响应问题。

　　　　⑤ 为了解决上述问题，垃圾回收器被设计成智能的。它会尽量在堆空间不足或内存不足的时候启动，而且尽量会在程序使用率低的时候启动。

　　　　⑥ 执行标记程序的时候，首次遍历到的对象默认是Generation 0，如果检测到该对象存在引用，则会提高该对象的Generation。其中根据的原则是：长时间停留的对象，可能会停留较长时间。所以这些对象仅会在空间不足的时候才会去检测和释放。

　　2.2 管理非托管资源

　　　　不涉及非托管资源的时候，基本无需考虑内存及资源管理问题，垃圾回收器都能处理好。但是一旦涉及到非托管资源，垃圾回收器就无能为力了，这时候就需要手动释放资源。

　　　　析构器(finalizer)是释放资源的一种方式，但是C#中，析构器的执行时间是不确定的，是由垃圾回收器的算法决定的。但是可以通过调用GC.Collect来强制执行析构器。(这种做法是不推荐的)

StreamWriter sw = File.CreateFile("temp.dat");
sw.Write("some data");
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
File.Delete("temp.dat");

　　　析构器延长了对象的生命周期。因为析构器总要执行，.net平台会在一个特殊的析构队列中保存一个该对象的引用。这会推迟垃圾回收器的回收时间。

　　　　综上所述，对于释放非托管资源，析构器不是一个很好的方案。.net有更好的推荐：IDisposable。

using(StreamWriter stream = File.CreateText(“temp.dat”))
{
　　stream.Write(“some data”);
　　stream.Dispose();
　　File.Delete(“temp.dat”);
}

　　　　使用using，可以自动处理其中代码的异常情况，避免因为代码中的异常可能导致的资源没有释放的问题。

　　2.3 实现IDisposable接口和析构器

　　　　在自定义类型中同时实现IDisposable接口和析构器，是一个必要的方案。可以避免用户忘记调用Dispose方法的情况。

class UnmanagedWrapper : IDisposable
{
    public FileStream Stream { get; private set;}

    public UnmananagedWrapper()
    {
        this.Stream = File.Open("temp.dat", FileMode.Create);
    }

    ~UnmanagedWrapper()
    {
        Dispose(false);
    }

    public void Close()
    {
        Dispose();
    }

    public void Dispose()
    {
        Dispose(true);
        System.GC.SuppressFinalizer(this);
    }

    public void Dispose(bool disposing)
    {
        if (disposing)
        {
            if (Stream != null)
                Stream.Close();
        }
    }
}        

　　　　* System.GC.SuppressFinalizer(object obj)会请求系统不要调用指定对象的析构器。

　　2.4 弱引用(weak references)

static WeakReference data;
public  static void Run()
{
    object result = GetData();
    //GC.Collect(); 取消这行注释将会导致data.Target为null
    result = getData();
}
private static object GetData()
{
    if (data == null)
        data = new WeakReference(LoadLargeList());

    if (data.Target == null)
        data.Target = LoadLargeList();

    return data.Garget;
}

　　　弱引用可用于缓存场景，用弱引用定义的对象，不会阻碍垃圾回收器的回收。上面的GetData方法，确保在对象被回收以后，重新获取并保存对象。

3. 总结

　　① C#中，用堆和栈在内存中保存数据项。堆空间是受垃圾回收器管理的。

　　② 垃圾回收器会释放堆上那些已经不存在引用的对象。

　　③ 析构器是类中一段特殊的代码，在类对象被删除的时候，由垃圾回收器负责调用。

　　④ IDisposable接口，可以实现用可控的方式来释放非托管资源。

　　⑤ 可以用using关键字来确保实现了IDisposable的对象总会被成功释放。

　　⑥ 弱引用 可以保存一个对象，该对象会被垃圾回收器当做已经没有引用的对象而回收。