.NET 記憶體管理兩種有效的資源釋放方式

小码编匠發表於2024-10-14
記憶體

前言

嗨，大家好！今天我們要聊一聊 .NET 中的記憶體管理。你知道嗎？雖然 .NET 有一個很好的垃圾回收系統來自動清理不再使用的物件，但在某些情況下，我們還需要自己動手來釋放一些特殊的資源，比如開啟的檔案或資料庫連線。如果不這樣做，可能會導致程式執行不暢甚至崩潰。在本文裡，將介紹兩種簡單有效的方式來管理這些資源：使用 using 語句和顯式呼叫 Dispose 方法。這兩種方式可以我們更有效地控制資源的生命週期，避免記憶體洩漏等問題，確保應用程式的健壯性。不管是剛入門的小白還是技術大牛，希望你能從這篇文章中學有用的知識和技巧，讓我們的程式執行的更穩、更靠譜。

正文

在 .NET 中記憶體管理主要依賴於垃圾回收機制，主要是指記憶體管理和非託管資源的釋放。但是，有時候我們可能需要更細粒度地控制某些資源的釋放。兩種主要的方式進行處理
  • 垃圾回收（GC）
  • 確認性資源釋放（DRD）
官網相關文件https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/managed-code

垃圾回收（Garbage Collection）

垃圾回收是 .NET 中一個非常重要的自動記憶體管理機制。它幫助我們自動清理不再使用的物件，並釋放這些物件佔用的記憶體，避免了手動管理記憶體的繁瑣的工作，使我們能夠更加專注於編寫業務邏輯。

1、為什麼需要垃圾回收？

  • 避免記憶體洩漏：垃圾回收自動檢測不再使用的物件，並釋放它們佔用的記憶體空間。
  • 簡化程式碼：無需手動釋放記憶體，減少了程式碼中的錯誤和負擔。

2、垃圾回收有哪些特點？

  • 自動執行，不需要開發者顯性呼叫
  • 當記憶體不足時觸發
  • 釋放託管記憶體（即透過.NET內村分配的記憶體）
  • 不保證立即釋放記憶體，而是根據記憶體壓力情況週期性地進行

3、垃圾回收有什麼侷限性？

  • 無法處理非託管資源，如檔案控制代碼、資料庫連結、圖形裝置介面（GDI）物件等
  • 可能會導致應用程式出現短暫的暫停（GC暫停）

4、垃圾回收需要注意什麼？

  • 儘量避免大物件堆：大物件會直接分配到大物件堆，可能會導致垃圾回收器更頻繁地工作。
  • 適時呼叫 GC.Collect()：雖然大多數情況下不需要手動觸發垃圾回收，但在某些特殊場景下，如長時間執行的應用程式，可以考慮適時呼叫 GC.Collect() 來幫助回收記憶體。

確定性資源釋放

對於非託管資源.NET提供了確定性的資源釋放機制，通常透過IDisposable介面實現。

1、使用 using 語句

.NET 提供了 IDisposable 介面來幫助管理非託管資源（例如檔案控制代碼、資料庫連線等）。

使用using語句來自動釋放實現IDsposable的物件所持有的資源，使用 using 語句可以確保即使在發生異常的情況下也能正確釋放資源。

例項中StreamReader實現了IDsposable介面。

透過使用using語句，當StreamReader物件超出作用域時，Dispose方法會被自動呼叫，從而釋放檔案控制代碼。

using System;
using System.IO;
class Program
{
    static void Main()
    {
        using (var stream = new FileStream("demo.txt", FileMode.Open))
        {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
            // 處理讀取的資料
        }
        // 檔案流會自動關閉
     }
}

2、顯式呼叫 Dispose 方法

如果不能使用 using 語句（例如在迴圈中或其他複雜情況下），可以手動呼叫 Dispose 方法來釋放資源。當一個物件實現了IDsposable介面，意味著它持有需要手動釋放的資源，實現IDsposable的物件必須重寫Dispose方法來清理非託管快取。

using System;
using System.IO;
class Program
{
    static void Main()
    {
        FileStream stream = new FileStream("demo.txt", FileMode.Open);
        try
        {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
            // 處理讀取的資料
        }
        finally
        {
            stream.Dispose();
        }
     }
}

總結

好了，我們今天聊了聊 .NET 中的記憶體管理。透過使用 using 語句和顯式呼叫 Dispose 方法，我們可以更好地控制那些特殊的資源，比如檔案和資料庫連線。這樣不僅能避免程式出錯，還能讓我們的程式執行得更加順暢。

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