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[ASP.net教程]C#垃圾回收


         析构方法:     

       我们知道引用类型都有构造方法(constructor),相对应的也有一个析构方法(destructor).顾名思义,构造方法,就是在创建这个对象时,要执行的方法。例如,我们可以通过构造方法,

初始化字段。析构方法,就是当这个对象被垃圾回收后(garbage collected,我们称回收对象内存为垃圾回收 garbage collection),要执行的方法。关于析构方法,需要大家注意的是,垃圾回收一个对象,并不是析构方法完成的(下面会讲到垃圾回收的工作原理),析构方法只有在对象被垃圾回收后才执行。也就是说,析构方法对于一个对象来讲,不是必须的。很多时候,如果加上它,反而不好(下面讲garbage collector怎样工作时,就会明白不好的原因)。 
     

          既然垃圾回收不归析构方法负责,那么它有什么用呢?因为垃圾回收是CLR自动执行的,CLR只能处理受管理资源(managed resource),那些不受管理资源(unmanaged resource)就需要我们

自己去处理了。例如文件读取(file stream),当对象结束时,我们需要把文件流关掉。关掉文件流的代码,就要在析构方法中。也就是说,析构方法的用处,在处理不受管理资源时用处比较大。
看个例子:

class FileProcessor{   FileStream file=null;
public FileProcess(string fileName){   this.file=file.OpenRead(fileName); //open file for reading}~FileProcess()  //析构方法与构造方法很相似,不同的是析构方法要加一个~{   this.file.Close(); //close file}}

file对象,是CRL垃圾回收,当file被垃圾回收后,运行析构方法FileProcess,此时我们将非管理资源关掉。this.file.Close().

这里有几条对析构方法的限制:

1.只有引用类型才可以有析构方法。

struct MyStruct(){   ~MyStruct(){....}//结构是值类型,所以不能有析构方法    }

2.不能对析构方法提供访问修饰符.

public ~FileProcessor(){};//错误的

3.析构方法不可以有参数.

~FileProcessor(int param){....// //错误的};

之所以会有这三条限制,是因为析构方法只能由CLR调用,自己不可以调用。因为,你不知道引用对象什么时候被垃圾回收了,只有对象被垃圾回收了,程序才会自己调用析构方法。

在内部,程序会将我们写的析构方法,转换一下。例如:

class FileProcessor{  ~fileProcessor(){...}  //析构方法}class FileProcessor{ protected override void Finalize(){   try{      }finally{   base.Finalize();   //CLR会将析构方法转变成这个     } } }

我们把执行析构方法的过程,称为结束(finalization,或终结。)

 

垃圾回收机制(garbage collector)

      我们上边提到,回收内存空间,回收不用的引用类型对象的过程称为垃圾回收(garbage collection).这个过程是由CLR通过Garbage collector这样一个机制去运行的。

当我们在程序中创建变量,会在内存中开辟一段空间。电脑的内存不是无限大的,我们需要在变量超越定义的范围(程序不再需要这个变量了)时,对它所占的内存进行管理,处理这些内存。当变量不再被使用时,需要把内存回收。值类型变量回收内存,非常简单。

当它超出定义的范围时就会自动被毁掉,被占的内存也会自动回收。超出定义的范围,指的是当它不再被使用,不能再被使用。引用类型变量回收内存,比较麻烦。例如:

fileProcessor myFp=new fileProcessor();fileProcessor referenceToMyFp=myFp;


想一下这种情况,myFp对象已经超出定义的范围。此时我们去回收内存,要把myFp引用堆上的内存回收。可是,恰恰此时,referenceToMyFp还在引用准备回收的内存,如果此时把内存回收,当程序运行referenceToMyFp时,程序就会出错。所以,只用当所有引用对象都超出定义的范围时,也就是都不再使用时,才可以去回收这些对象引用的内存。确保程序中这些指向同一块儿的引用对象全部不再使用,是很困难,很复杂的.所以C#设计者,把处理引用类型回收内存的工作,交给了CLR(Common language running).CLR利用garbage collector机制,来处理这些事情。

垃圾回收机制工作原理

      garbage collector在自己的线程中工作,在特定的时间执行。一般,当程序运行到一个方法的最后时,就会工作。它工作时,其他线程就会暂时停止工作。因为,garbage collector可能会移除或者更新对象引用。

1.garbage collector会创建一张表,表里存放所有的可得到对象(reachable objects,.可得到对象,说白了就是指那些还在使用,不能回收内存的对象。)。

2.检查一下那些不可得到对象(unreachable objects,就是那些超出定义范围,需要回收内存的对象),看看他们是否有析构方法。(destructor),如果有,就把这些对象放入一个叫做

freachable queue的队列里。

3.把那些不可得到对象,且没有析构方法的对象所指向的内存地址回收。它是通过将那些可得对象在堆上的地址下移,这样堆上面就留出了可用的内存。此时,garbage collector也会更新堆

上的引用地址。(因为,地址有变化)。

4.此时,程序中其他的线程恢复工作。

5.garbage collector 通过调用自己的Finalize方法来结束不可得到对象,且有析构方法的对象。(前面我们讲了,析构方法不是必须的,有时候会给程序带来复杂,累赘。如果,没有析构方法,当

CLR运行Garbage collector时,第五步就可以省去)。

 

资源管理

       有些资源很稀缺,稀缺到不能等到CLR去调用析构方法去处理。例如database connections,file handles.此时,我们就需要写一个dispose方法,手动去处理资源。(dispose可以换成任何名

字,这里只是举个例子)。例如:

TextReader reader=new StreamReader(filename);string line;while((line=reader.ReadLine())!=null){   Console.WriteLine(line);}reader.Close();

这里,Close就是一个dispose方法,手动去关掉文件流。但是,这样有个问题,当出现异常时,有可能导致reader.Close()不被执行,这样资源一直被占用。所以,我们要改写成:

TextReader reader=new StreamReader(filename);try{  string line;  while((line=reader.ReaderLine())!=null){   Console.WriteLine(line);}}finally{  reader.Close();}

这样无论如何,reader.Close()都会被执行,资源都会被释放。不过即便改写成这样,也不是最完美的。因为,当我们执行完finally块儿内的代码,也就是在try finally之后,我们有可能

无意中使用reader对象,就是释放掉资源后的reader对象。此时,我们可以用using 语句来解决这些不足。我们将上面的代码改成using之后:

using(TextReader reader=new StreamReader(filename)){  string line;  while((line=reader.ReadLine())!=null){    Console.Writle(line);}}

执行完using之后,资源自动释放,越过using范围,对象不能用。一个对象如果要被支持使用using,该对象必须实现IDispose接口。

我们自己创建一个类,继承IDispose接口,让它可以用在USING语句中。这里我们应该区分一下析构方法,与dispose方法。我们知道析构方法一定会执行,但是不知道什么时候执行。我们

知道dispose方法什么时候执行,但是不知道它会不会执行,因为类里有dispose方法,不代表一定会把这个类用在using语句中。此时,我们就可以通过析构方法来调用dispose方法,这样可

以保证dispose方法一定被调用。