[.net 物件導向程式設計進階] (8) 託管與非託管

本節導讀：雖然在.NET程式設計過程中，絕大多數記憶體垃圾回收由CLR(公共語言執行時)自動回收，但也有很多需要我們編碼回收。掌握託管與非託管的基本知識，可以有效避免某些情況下導致的程式異常。

1.什麼是託管與非託管？

託管資源：一般是指被CLR(公共語言執行時)控制的記憶體資源，這些資源由CLR來管理。可以認為是.net 類庫中的資源。

非託管資源：不受CLR控制和管理的資源。

對於託管資源，GC負責垃圾回收。對於非託管資源，GC可以跟蹤非託管資源的生存期，但是不知道如何釋放它，這時候就要人工進行釋放。

2.哪些資源是非託管的？

總體來說就是 不受CLR控制和管理的資源

包括：比如檔案流、影象圖形類、資料庫的連線，網路連線，系統的視窗控制程式碼，印表機資源等，這類資源一般不存在堆上。可以認為作業系統資源的一組API。

原則：如果我們的類使用的非託管資源，如資料庫連線、檔案控制程式碼，這些資源需做到：使用後立刻釋放。

3.如何釋放非託管資源？

.NET對於釋放資源，標準做法如下：

（1）繼承IDisposable介面；

（2）實現Dispose()方法，在其中釋放託管資源和非託管資源，並將物件本身從垃圾回收器中移除（垃圾回收器不在回收此資源）；

（3） 實現類解構函式，在其中釋放非託管資源。

 對於Dispose()方法的幾個引數說明：

A. 引數為true表示釋放所有資源，只能由使用者呼叫

 引數為false表示釋放非託管資源，只能由垃圾回收器自動呼叫

C. 如果子類有自己的非託管資源，可以過載這個函式，新增自己的非託管資源的釋放

D.但是要記住，過載此函式必須保證呼叫基類的版本，以保證基類的資源正常釋放

4.舉例說明資源釋放

4.1 資料庫連線釋放

（1）錯誤做法：

   SqlConnection conn = new SqlConnection();

    //do something;

conn.Dispose();

此段程式碼，如果出現異常conn.Dispose()未能及時執行，會導致沒有及時關閉連線。

（2）正確做法：       

SqlConnection conn = new SqlConnection();
try
{
    //do something;
}
finally
{
    conn.Dispose();
}

  對於以上程式碼，我們還可以簡化程式碼量，c#使用using簡化輸入，編譯器自動翻譯成 try...finally，改為下面寫法

（3）改進做法： 

using(SqlConnection conn = new SqlConnection())
{
      //do something;
}

4.2 資源回收綜合示例 

public class BaseResource : IDisposable
    {
        private IntPtr handle; // 控制程式碼，屬於非託管資源
        private System.ComponentModel.Component comp; // 元件，託管資源
        private bool isDisposed = false; // 是否已釋放資源的標誌

        //實現介面方法
        //由類的使用者，在外部顯示呼叫，釋放類資源
        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);// 釋放託管和非託管資源

            //將物件從垃圾回收器連結串列中移除，
            // 從而在垃圾回收器工作時，只釋放託管資源，而不執行此物件的解構函式
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        //由垃圾回收器呼叫，釋放非託管資源
        ~BaseResource()
        {
            Dispose(false);// 釋放非託管資源
        }

        //引數為true表示釋放所有資源，只能由使用者呼叫
        //引數為false表示釋放非託管資源，只能由垃圾回收器自動呼叫
        //如果子類有自己的非託管資源，可以過載這個函式，新增自己的非託管資源的釋放
        //但是要記住，過載此函式必須保證呼叫基類的版本，以保證基類的資源正常釋放
        protected virtual void Dispose(bool disposing)
        {
            if (!this.isDisposed)// 如果資源未釋放 這個判斷主要用了防止物件被多次釋放
            {
                if (disposing)
                {
                    comp.Dispose();// 釋放託管資源
                }               
            }
            this.isDisposed = true; // 標識此物件已釋放
        }
    }

5.對於釋放資源注意的幾點

A. 顯示呼叫Dispose()方法，可以及時的釋放資源，同時通過移除Finalize()方法的執行，提高了效能；

B. 如果沒有顯式呼叫Dispose()方法，垃圾回收器也可以通過解構函式來釋放非託管資源，垃圾回收器本身就具有回收託管資源的功能，從而保證資源的正常釋放，只不過由垃圾回收器回收會導致非託管資源的未及時釋放的浪費。

C. 在.NET中應該儘可能的少用解構函式釋放資源。在沒有解構函式的物件在垃圾處理器一次處理中從記憶體刪除，但有解構函式的物件，需要兩次，第一次呼叫解構函式，第二次刪除物件。而且在解構函式中包含大量的釋放資原始碼，會降低垃圾回收器的工作效率，影響效能。

D. 對於包含非託管資源的物件，最好及時的呼叫Dispose()方法來回收資源，而不是依賴垃圾回收器

E. 解構函式只能由垃圾回收器呼叫。

F. Despose()方法只能由類的使用者呼叫。

G. 在.NET中，凡是繼承了IDisposable介面的類，都可以使用using語句，從而在超出作用域後，讓系統自動呼叫Dispose()方法。
H. 一個資源安全的類，都實現了IDisposable介面和解構函式。提供手動釋放資源和系統自動釋放資源的雙保險。

6. 關於Finalize和Dispose

(1)、Finalize只釋放非託管資源；

(2)、Dispose釋放託管和非託管資源；

(3)、重複呼叫Finalize和Dispose是沒有問題的；

(4)、Finalize和Dispose共享相同的資源釋放策略，因此他們之間也是沒有衝突的。

7. 要點：

本節內容比較簡單，主要了解了.NET託管和非託管兩種資源，絕大多部資源由CLR(公共語言執行時)自動釋放，稱為託管程式碼；還有一部分資源需要人工釋放，稱為非託管程式碼。掌控非託管程式碼的幾種記憶體釋放方法，可以以效的避免程式產生異常，合理釋放記憶體，有利於程式穩定和流暢。

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