垃圾回收和 C#

什么是托管和非托管对象/资源？

**VS**

简单来说：

托管对象由 CLR 创建、管理并受其范围控制，是运行时管理的纯 .NET 代码。任何位于 .NET 范围和 .NET 框架类内的内容，例如 `string`、`int`、`bool` 变量，都被称为托管代码。

非托管对象在 .NET 库控制之外创建，并且不受 CLR 管理。此类非托管代码的示例是 COM 对象、文件流、连接对象、互操作对象。（基本上，是在 .NET 代码中引用的第三方库。）

清理非托管资源

当我们创建非托管对象时，GC 无法清除它们，我们需要在使用完它们后显式释放这些对象。大多数非托管对象都封装/隐藏在操作系统资源周围，例如文件流、数据库连接、网络相关实例、不同类的句柄、注册表、指针等。GC 负责跟踪所有托管和非托管对象生命周期，但 GC 仍然不知道如何释放非托管资源。

有几种方法可以清理非托管资源：

• 实现 `IDisposable` 接口和 `Dispose` 方法。
• “`using`”块也用于清理非托管资源。

有几种方法可以实现 `Dispose` 方法：

• 使用“`SafeHandle`”类实现 `Dispose`（这是一个内置的 `abstract` 类，实现了“`CriticalFinalizerObject`”和“`IDisposable`”接口）。
• 重写 `Object.Finalize` 方法（此方法在对象被销毁前清理该对象使用的非托管资源）。

下面我们来看一个清理非托管资源的示例代码：

• 使用“`SafeHandle`”类实现 `Dispose`。

  class clsDispose_safe
      {
          // Take a flag to check if object is already disposed
          bool bDisposed = false;
  
          // Create a object of SafeHandle class
          SafeHandle objSafeHandle = new SafeFileHandle(IntPtr.Zero, true);
  
          // Dispose method (public)
          public void Dispose1()
          {
              Dispose(true);
              GC.SuppressFinalize(this);
          }
  
          // Dispose method (protected)
          protected virtual void Dispose(bool bDispose)
          {
              if (bDisposed)
                  return;
  
              if (bDispose)
              {
                  objSafeHandle.Dispose();
                  // Free any other managed objects here.
              }
  
              // Free any unmanaged objects here.
              //
              bDisposed = true;
          }
      }

• 通过重写“`Object.Finalize`”方法实现 `Dispose`。

  class clsDispose_Fin
      {
          // Flag: Has Dispose already been called?
          bool disposed = false;
  
          // Public implementation of Dispose pattern callable by consumers.
          public void Dispose()
          {
              Dispose1(true);
              GC.SuppressFinalize(this);
          }
  
          // Protected implementation of Dispose pattern.
          protected virtual void Dispose1(bool disposing)
          {
              if (disposed)
                  return;
  
              if (disposing)
              {
                  // Free any other managed objects here.
                  //
              }
  
              // Free any unmanaged objects here.
              //
              disposed = true;
          }
  
          ~clsDispose_Fin()
          {
              Dispose1(false);
          }
      }

“using”语句

`using` 语句可确保对象被释放，简而言之，它提供了一种便捷的方式来使用 `IDisposable` 对象。当一个 `Object` 离开范围时，`Dispose` 方法将自动被调用。本质上，`using` 块的作用与“`TRY`...`FINALLY`”块相同。为了演示，创建一个实现 `IDisposable` 的类（它应该有一个 `Dispose()` 方法）。“`using`”语句即使在发生异常时也会调用“`dispose`”方法。

请看下面的代码片段：

class testClass : IDisposable
{
    public void Dispose()
    {
        // Dispose objects here
 	// clean resources
 	Console.WriteLine(0);
    }
}

//call class
class Program
{
    static void Main()
    {
        // Use using statement with class that implements Dispose.
 	using (testClass objClass = new testClass())
 	{
     		Console.WriteLine(1);
	}
	 Console.WriteLine(2);
    }
}

//output
1
0
2

//it is same as below TRY...Finally code
{
    clsDispose_Fin objClass = new clsDispose_Fin();
    try
    {
        //code goes here 
    }
    finally
    {
        if (objClass != null)
        ((IDisposable)objClass).Dispose();
    }
}

在上面的示例中，打印 1 后，`using` 块结束，调用 `Dispose` 方法，然后调用 `using` 语句之后的语句。

回顾

• 垃圾回收器管理内存的分配和回收。
• GC 在托管堆上工作，托管堆是一块用于存储对象的内存块。
• GC 没有特定的触发时间，GC 会自动开始操作。
• 托管对象由 CLR 创建、管理并受其范围控制。
• 非托管对象封装了操作系统资源，例如文件流、数据库连接、网络相关实例、不同类的句柄、注册表、指针等。
• 可以使用“`Dispose`”方法和“`using`”语句来清理非托管资源。

谢谢

此主题还有更多内容，我将在后续版本中介绍。欢迎提出建议和疑问。

感谢阅读！