淺談C#托管程式中的資源釋放問題

便于對文章的開展，需要先明确兩個概念。

第一個就是很多人用.Net寫程式，會談到托管這個概念。那麼.Net所指的資源托管到底是什麼意思，是相對于所有資源，還是隻限于某一方面資源？很多人對此不是很了解，其實.Net所指的托管隻是針對記憶體這一個方面，并不是對于所有的資源；是以對于Stream，資料庫的連接配接，GDI+的相關對象，還有Com對象等等，這些資源并不是受到.Net管理而統稱為非托管資源。而對于記憶體的釋放和回收，系統提供了GC-Garbage Collector，而至于其他資源則需要手動進行釋放。

那麼第二個概念就是什麼是垃圾，通過我以前的文章，會了解到.Net類型分為兩大類，一個就是值類型，另一個就是引用類型。前者是配置設定在棧上，并不需要GC回收；後者是配置設定在堆上，是以它的記憶體釋放和回收需要通過GC來完成。GC的全稱為“Garbage Collector”,顧名思義就是垃圾回收器，那麼隻有被稱為垃圾的對象才能被GC回收。也就是說，一個引用類型對象所占用的記憶體需要被GC回收，需要先成為垃圾。那麼.Net如何判定一個引用類型對象是垃圾呢，.Net的判斷很簡單，隻要判定此對象或者其包含的子對象沒有任何引用是有效的，那麼系統就認為它是垃圾。

明确了這兩個基本概念，接下來說說GC的運作方式以及其的功能。記憶體的釋放和回收需要伴随着程式的運作，是以系統為GC安排了獨立的線程。那麼GC的工作大緻是，查詢記憶體中對象是否成為垃圾，然後對垃圾進行釋放和回收。那麼對于GC對于記憶體回收采取了一定的優先算法進行輪循回收記憶體資源。其次，對于記憶體中的垃圾分為兩種，一種是需要調用對象的析構函數，另一種是不需要調用的。GC對于前者的回收需要通過兩步完成，第一步是調用對象的析構函數，第二步是回收記憶體，但是要注意這兩步不是在GC一次輪循完成，即需要兩次輪循；相對于後者，則隻是回收記憶體而已。

很明顯得知，對于某個具體的資源，無法确切知道，對象析構函數什麼時候被調用，以及GC什麼時候會去釋放和回收它所占用的記憶體。那麼對于從C、C++之類語言轉換過來的程式員來說，這裡需要轉變觀念。

那麼對于程式資源來說，我們應該做些什麼，以及如何去做，才能使程式效率最高，同時占用資源能盡快的釋放。前面也說了，資源分為兩種，托管的記憶體資源，這是不需要我們操心的，系統已經為我們進行管理了；那麼對于非托管的資源，這裡再重申一下，就是Stream，資料庫的連接配接，GDI+的相關對象，還有Com對象等等這些資源，需要我們手動去釋放。

如何去釋放，應該把這些操作放到哪裡比較好呢。.Net提供了三種方法，也是最常見的三種，大緻如下：

1．  析構函數；

2．  繼承IDisposable接口，實作Dispose方法；

3．  提供Close方法。

經過前面的介紹，可以知道析構函數隻能被GC來調用的，那麼無法确定它什麼時候被調用，是以用它作為資源的釋放并不是很合理，因為資源釋放不及時；但是為了防止資源洩漏，畢竟它會被GC調用，是以析構函數可以作為一個補救方法。而Close與Dispose這兩種方法的差別在于，調用完了對象的Close方法後，此對象有可能被重新進行使用；而Dispose方法來說，此對象所占有的資源需要被标記為無用了，也就是此對象被銷毀了，不能再被使用。例如，常見SqlConnection這個類，當調用完Close方法後，可以通過Open重新打開資料庫連接配接，當徹底不用這個對象了就可以調用Dispose方法來标記此對象無用，等待GC回收。明白了這兩種方法的意思後，大家在往自己的類中添加的接口時候，不要歪曲了這兩者意思。

接下來說說這三個函數的調用時機，我用幾個試驗結果來進行說明，可能會使大家的印象更深。

首先是這三種方法的實作，大緻如下：

    /// <summary>

    /// The class to show three disposal function

    /// </summary>

    public class DisposeClass:IDisposable

    {

        public void Close()

        {

            Debug.WriteLine( "Close called!" );

        }

        ~DisposeClass()

            Debug.WriteLine( "Destructor called!" );

        #region IDisposable Members

        public void Dispose()

            // TODO:  Add DisposeClass.Dispose implementation

            Debug.WriteLine( "Dispose called!" );

        #endregion

    }

對于Close來說不屬于真正意義上的釋放，除了注意它需要顯示被調用外，我在此對它不多說了。而對于析構函數而言，不是在對象離開作用域後立刻被執行，隻有在關閉程序或者調用GC.Collect方法的時候才被調用，參看如下的代碼運作結果。

        private void Create()

            DisposeClass myClass = new DisposeClass();

        private void CallGC()

            GC.Collect();

        // Show destructor

        Create();

        Debug.WriteLine( "After created!" );

        CallGC();

運作的結果為：

After created!

Destructor called!

顯然在出了Create函數外，myClass對象的析構函數沒有被立刻調用，而是等顯示調用GC.Collect才被調用。

對于Dispose來說，也需要顯示的調用，但是對于繼承了IDisposable的類型對象可以使用using這個關鍵字，這樣對象的Dispose方法在出了using範圍後會被自動調用。例如：

    using( DisposeClass myClass = new DisposeClass() )

        //other operation here

如上運作的結果如下：

Dispose called!

那麼對于如上DisposeClass類型的Dispose實作來說，事實上GC還需要調用對象的析構函數，按照前面的GC流程來說，GC對于需要調用析構函數的對象來說，至少經過兩個步驟，即首先調用對象的析構函數，其次回收記憶體。也就是說，按照上面所寫的Dispose函數，雖說被執行了，但是GC還是需要執行析構函數，那麼一個完整的Dispose函數，應該通過調用GC.SuppressFinalize(this )來告訴GC，讓它不用再調用對象的析構函數中。那麼改寫後的DisposeClass如下：

            GC.SuppressFinalize( this );

通過如下的代碼進行測試。

        private void Run()

            using( DisposeClass myClass = new DisposeClass() )

            {

                //other operation here

            }

        Run();

        Debug.WriteLine( "After Run!" );

運作的結果如下：

After Run!

顯然對象的析構函數沒有被調用。通過如上的實驗以及文字說明，大家會得到如下的一個對比表格。

 析構函數                                            Dispose方法                                      Close方法

 銷毀對象                                           銷毀對象                                               關閉對象資源

 不能被顯示調用，會被GC調用               需要顯示調用或者通過using語句              需要顯示調用

 不确定                                              确定，在顯示調用或者離開using程式塊      确定，在顯示調用時

那麼在定義一個類型的時候，是否一定要給出這三個函數地實作呢。

我的建議大緻如下。

1． 提供析構函數，避免資源未被釋放，主要是指非記憶體資源；

2． 對于Dispose和Close方法來說，需要看所定義的類型所使用的資源（參看前面所說），而決定是否去定義這兩個函數；

3． 在實作Dispose方法的時候，一定要加上“GC.SuppressFinalize( this )”語句，避免再讓GC調用對象的析構函數。

C#程式所使用的記憶體是受托管的，但不意味着濫用，好地程式設計習慣有利于提高代碼的品質以及程式的運作效率。

<a target="_blank" href="http://blog.csdn.net/Knight94/archive/2006/08/05/1023352.aspx">http://blog.csdn.net/Knight94/archive/2006/08/05/1023352.aspx</a>

補充：.NET的GC機制有這樣兩個問題：

首先，GC并不是能釋放所有的資源。它不能自動釋放非托管資源。

第二，GC并不是實時性的，這将會造成系統性能上的瓶頸和不确定性。

為了解決第一個問題，.NET提供了析構函數，在C#中是~ClassName的形式。如果某個類定義了析構函數，.NET會在第一次的GC中調用析構函數，第二次才真正進行資源釋放。這就允許了我們能夠做一些手動的資源管理操作，手動對非托管資源進行清理。但是如果沒有必要，定義析構函數就會對性能造成較大的影響。

僅僅依賴析構函數對非托管資源進行釋放是不夠的，這是由于第二個問題：GC并不是實時性的，這會造成系統性能上的瓶頸和不确定性。是以有了IDisposable接口，IDisposable接口定義了Dispose方法，這個方法用來供程式員顯式調用以釋放非托管資源。

通常我們應該這樣寫程式：

        public class SampleClass : System.IDisposable

                public void Dispose()

                //供程式員顯式調用的Dispose方法

                {

                        Dispose(true);

                        //調用帶參數的Dispose方法，釋放托管和非托管資源

                        System.GC.SuppressFinalize(this);

                        //手動調用了Dispose釋放資源，那麼析構函數就是不必要的了，這裡阻止GC調用析構函數

                }

                protected void Dispose(bool disposing) 

                //protected的Dispose方法，保證不會被外部調用。

                //傳入bool值disposing以确定是否釋放托管資源

                        if (disposing)

                        {

                                //在這裡加入清理"托管資源"的代碼，應該是xxx.Dispose();

                        }

                        // 在這裡加入清理"非托管資源"的代碼

                ~SampleClass()

                //供GC調用的析構函數

                        Dispose(false);

                        //釋放非托管資源

        這樣一來，我們就像Delphi裡調用Object.Free方法一樣自然的調用Object.Dispose方法，而即使我們忘記了在合适的時候調用Dispose，GC也會在釋放對象的時候幫我們清理非托管資源的。GC所充當的角色隻是一種保障手段，它應該充當這種角色，我們不能過分依賴它。

        實際上，在較大的子產品退出時我們還應該及時地手動調用GC.Collect進行垃圾回收。

     本文轉自My_King1 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/apprentice/1360732，如需轉載請自行聯系原作者