C#中IDispose接口的實(shí)現(xiàn)及為何這么實(shí)現(xiàn)詳解

前言

我原本認(rèn)為對于IDispose的實(shí)現(xiàn)方法，只要在里面釋放非托管資源就行了，但是通過網(wǎng)上資料，看到很多實(shí)現(xiàn)方法并不是僅僅做釋放非托管資源，非常迷惑，關(guān)鍵是這些資料也沒詳細(xì)的告訴你為什么這么做？之后通過StackOverflow了解到這一步一步的原因，說的十分詳細(xì)，結(jié)合自己的認(rèn)識，翻譯后分享給大家：

一、IDispose的實(shí)現(xiàn)方法

具體的實(shí)現(xiàn)方法，你可以直接查看這個(gè)億速云網(wǎng)站的教程：

https://www.jb51.net/article/54899.htm

如果你能看懂，并且很清楚為什么那么做。那么以下的文章你就可以略去不看。如果不清楚為什么那么做，請帶著你的迷惑往下看：

二、為什么那樣實(shí)現(xiàn)

英文好的可以直接去StackOverflow原文地址：

https://stackoverflow.com/questions/538060/proper-use-of-the-idisposable-interface/538238#538238

2.1、進(jìn)行之前

在C++中，所有你在堆上申請的內(nèi)存空間，必須手動釋放掉，否則就會造成內(nèi)存的泄露。這可能會讓你在寫程序的時(shí)候要花點(diǎn)心思在內(nèi)存的管理上而不是專注于解決你編程的目的—解決問題。所以作為C++的進(jìn)化版C#使用了GC（Garbage Collector）來進(jìn)行內(nèi)存的管理以達(dá)到自動釋放不需要的內(nèi)存的目的，但是GC并不能做的十分完美，對于一些非托管資源，GC無能為力，這就要求我們必須手動的釋放那么非托管資源，為了更好的去做到這一點(diǎn)，我們就要編寫一種方法，通過手動調(diào)用這個(gè)方法，我們就能夠釋放掉非托管資源。

注：

什么是托管資源和非托管資源？

托管資源就是托管給CLR的資源，CLR能對這些資源進(jìn)行管理。而非托管資源則是CLR無法對這些資源管理，這些資源的申請、釋放必須由使用者自行管理。

例如，像Win32編程中的文件句柄，上下文句柄、窗口或網(wǎng)絡(luò)連接等資源都屬于非托管資源。但是如果這些非托管資源在.Net中進(jìn)行了封裝，成為了.Net類庫中的一部分，它就不屬于非托管資源了，因?yàn)樵趯λ鼈兎庋b的過程中，就實(shí)現(xiàn)了它們的自動管理功能。

也就是說，你能在.Net中找到的類產(chǎn)生的對象，都是托管資源。

(理解這點(diǎn)很重要，這可能是你看不懂上面實(shí)現(xiàn)教程的重要一個(gè)原因！)

注：

GC進(jìn)行垃圾回收的時(shí)間和順序？

GC進(jìn)行垃圾回收的時(shí)間我們根本無法確定(當(dāng)然你手動調(diào)用GC的垃圾回收方法除外)，并且順序也不能確定！也就是說，你先申請的空間有可能在你后申請的空間釋放之后釋放。

GC對于實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)和沒實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)的類處理方法不一樣，簡單些說GC對于實(shí)現(xiàn)了析構(gòu)函數(shù)的類一定會調(diào)用他們的析構(gòu)函數(shù)。

關(guān)于.Net的垃圾回收機(jī)制，你可以暫時(shí)先知道這么多，待看完了這篇文章再去深入了解。

2．2、我們需要編寫一種方法去釋放！

為了去清除一些非托管資源，你創(chuàng)建的類需要有一個(gè)public方法，方法的名字可以隨意命名

例如：

public void Cleanup() 
public void Shutdown() 
…… 

你可以這么做，但是有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的名字

public void Dispose() 

甚至有一個(gè)接口IDisposeable，里面包含的就是剛才那個(gè)方法

public interface IDisposable 
{ 
 void Dispose() 
} 

因此最好的辦法是讓你的類去實(shí)現(xiàn)IDisposable接口，在接口內(nèi)的Dispose方法內(nèi)提供一段清除非托管資源的代碼。

public void Dispose() 
{ 
 //這里釋放一個(gè)句柄(句柄是一個(gè)非托管資源，屬于Win32編程的概念) 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
} 

OK。這就完成了，除非你想做的更好！

2.3、別忘了類中的托管資源還占著空間！

托管資源占著空間？你首先想到的可能是那些int，string等等這些托管資源，它們能占用幾個(gè)空間，他們占著就占著唄！

但是托管資源可不僅僅是那些資源，要是你的對象使用了250MB的System.Drawing,Bitmap(這是在.Net Frame中的，屬于托管資源)作為一些緩沖怎么辦？當(dāng)然，你知道這是一個(gè).Net的托管資源，所以GC理所應(yīng)當(dāng)?shù)膶尫潘?。但是你真的想留?50MB的內(nèi)存空間就那么被占用著？然后等待著GC最終釋放它？更或者要是有一個(gè)更大數(shù)據(jù)庫連接呢？我們當(dāng)然不想讓那連接白白占用來等待GC的終結(jié)！

如果用戶調(diào)用了Dispose方法(意味著他們不再想使用這個(gè)對象里的一切)為什么不去扔掉那些浪費(fèi)空間的位圖資源和數(shù)據(jù)庫連接呢？

那么，我們就應(yīng)該這么做：

• 釋放非托管資源(因?yàn)槲覀儽仨氝@么做)
• 釋放托管資源(讓你的Dispose更完美)

所以，讓我們更新我們的Dispose方法來釋放那些托管資源

public void Dispose() 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
 
 //Free managed resources too 
 if (this.databaseConnection !=null) 
 { 
 this.databaseConnection.Dispose(); 
 this.databaseConnection =null; 
 } 
 if (this.frameBufferImage !=null) 
 { 
 this.frameBufferImage.Dispose(); 
 this.frameBufferImage = null; 
 } 
} 

OK，做的很好了，除非你想做的更好！

2.4、總會有人粗心忘記調(diào)用Dispose！

要是有人使用你的類創(chuàng)建了對象，但是忘記調(diào)用Dispose方法該怎么辦？這將會泄露一些非托管的資源！

注意：忘記調(diào)用Dispose方法雖然會造成非托管資源的泄露，但是對于那些托管資源來說，是不會泄露的，因?yàn)樽罱KGC會行動起來，在后臺線程中釋放那些和托管資源有關(guān)的內(nèi)存空間。這包括你創(chuàng)建的對象和其中的托管資源(例如Bitmap和數(shù)據(jù)庫連接) (為什么？往下看)

也就是說，如果你忘記調(diào)用Dispose方法，這個(gè)類應(yīng)該自動進(jìn)行一些補(bǔ)救措施！我們可以想到設(shè)計(jì)一種方法來做為一種后備方法:利用GC最終調(diào)用的終結(jié)器

注意：GC最終雖然會釋放托管資源，但是GC并不知道或者關(guān)心你的Dispose方法。那僅僅是一個(gè)我們選擇的名字。

GC調(diào)用析構(gòu)函數(shù)是一個(gè)完美的時(shí)機(jī)來釋放托管資源，我們實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)的功能通過重寫Finalize方法。

注意：在C#中，你不能真的去使用重寫虛函數(shù)的方法去重寫Finalize方法。你只能使用像C++的析構(gòu)函數(shù)的語法去編寫，編譯器會自動對你的代碼進(jìn)行一些改動來實(shí)現(xiàn)override終結(jié)器方法。(具體可查看MSDN中析構(gòu)函數(shù)一節(jié))

~MyObject() 
{ 
 //we're being finalized (i.e.destroyed), call Dispose in case the user forgot to 
 Dispose(); //<--Warning:subtle bug! Keep reading! 
} 

但是這有一個(gè)Bug。

試想一下，你的GC是在后臺線程調(diào)用，你對GC的調(diào)用時(shí)間和對垃圾對象的釋放順序根本無法掌控，很有可能的發(fā)生的是，你的對象的某些托管資源已經(jīng)在調(diào)用終結(jié)器之前就被釋放了，當(dāng)GC調(diào)用終結(jié)器時(shí)，最終會釋放兩次托管資源！

public void Dispose() 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.gdiCursorBitmapStreamFileHandle); 
 
 //Free managed resources too 
 if (this.databaseConnection !=null) 
 { 
 this.databaseConnection.Dispose(); //<-- crash, GC already destroyedit 
 this.databaseConnection =null; 
 } 
 if (this.frameBufferImage !=null) 
 { 
 this.frameBufferImage.Dispose(); //<-- crash, GC already destroyed it 
 this.frameBufferImage = null; 
 } 
} 

所以你需要做的是讓終結(jié)器告訴Dispose方法，它不應(yīng)該再次釋放任何托管資源了(因?yàn)檫@些資源很有可能已經(jīng)被釋放了！)

標(biāo)準(zhǔn)的Dispose模式是讓Dispose函數(shù)和Finalize方法通過調(diào)用第三種方法，這個(gè)方法有一個(gè)bool類型的形參來表示此方法的調(diào)用是通過Dispose還是GC調(diào)用終結(jié)器。在這個(gè)方法里實(shí)現(xiàn)具體的釋放資源代碼。

這個(gè)第三種方法的命名當(dāng)然可以隨意命名，但是規(guī)范的方法簽名是:

protected void Dispose(Boolean disposing) 

當(dāng)然，這個(gè)參數(shù)的名字會讓人讀不懂什么意思。(很多網(wǎng)上教程都使用這個(gè)名字，第一次看很難看懂這個(gè)變量的作用)

這個(gè)參數(shù)也許可以這樣寫…

protected void Dispose(Boolean itIsSafeToAlsoFreeManagedObjects) 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
 
 //Free managed resources too, butonly if I'm being called from Dispose 
 //(If I'm being called fromFinalize then the objects might not exist 
 //anymore 
 if(itIsSafeToAlsoFreeManagedObjects) 
 {  
  if (this.databaseConnection !=null) 
  { 
  this.databaseConnection.Dispose(); 
   this.databaseConnection =null; 
  } 
  if (this.frameBufferImage !=null) 
  { 
  this.frameBufferImage.Dispose(); 
   this.frameBufferImage =null; 
  } 
 } 
} 

這樣IDisposable中的Dispose方法就變成了這樣：

public void Dispose() 
{ 
 Dispose(true); //I am calling youfrom Dispose, it's safe 
} 

終結(jié)器就變成了這樣…

~MyObject() 
{ 
 Dispose(false); //I am *not*calling you from Dispose, it's *not* safe 
} 

注意：你的類如果是從另一個(gè)類繼承而來，那么你不要忘記去調(diào)用父類的Dispose方法

public Dispose() 
{ 
 try 
 { 
  Dispose(true); //true: safeto free managed resources 
 } 
 finally 
 { 
  base.Dispose(); 
 } 
} 

所有的一切看起來都已經(jīng)很好了，除非，你想做的更好！

2.5、最完美的方法？

如果使用者手動調(diào)用了Dispose方法，這樣，一切都被清空了。之后呢，因?yàn)槟阒貙懥薋inalize方法，GC一定調(diào)用這個(gè)方法，它將會再一次調(diào)用Dispose方法！

這不僅是一種性能上的浪費(fèi)，而且關(guān)鍵是在Dispose方法調(diào)用后，那些引用已經(jīng)變成了垃圾，GC會調(diào)用這些垃圾引用！

解決的方法是通過在Dispose方法中調(diào)用GC.SuppressFinalize() 來阻止GC去調(diào)用Finalize方法

public void Dispose() 
{ 
 Dispose(true); //I am calling youfrom Dispose, it's safe 
 GC.SuppressFinalize(this); //Hey,GC: don't bother calling finalize later 
} 

這樣，每一件事都照顧到了！

(注：其實(shí)可以將Dispose(bool disposing)方法變成虛函數(shù)，如果你的類被繼承)

至此，我們一步一步實(shí)現(xiàn)了最好的IDisposable方法，現(xiàn)在回頭去看看一開始的實(shí)現(xiàn)IDisposable接口教程，是不是一切的透徹了？

三、使用終結(jié)器還是Dispose方法釋放非托管資源？

其實(shí)兩種方法都可以，但是就像在一開始提到的，GC的垃圾回收時(shí)間不確定，對于那些你已經(jīng)不需要的資源，還是盡快釋放比較好，不應(yīng)該總等著GC的垃圾回收，而且還有一個(gè)好處是，降低GC垃圾回收的時(shí)間，提高效率。何樂而不為呢？

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。