.NET垃圾收集關(guān)鍵方法解析
之前51cto曾報道過關(guān)于.NET垃圾收集機(jī)制中的算法與代齡，說到.NET垃圾收集，就不得不提到其中的關(guān)鍵方法，其是實現(xiàn).NET GC運行機(jī)制的前提。
1.Dispose()方法
Dispose可用于釋放所有資源，包括托管的和非托管的，需要自己實現(xiàn)。大多數(shù)的非托管資源都要求手動釋放，我們應(yīng)當(dāng)為釋放非托管資源公開一個方法，實現(xiàn)釋放非托管資源的方法有很多種，實現(xiàn)IDispose接口的Dispose方法是***的，這可以給使用你類庫的程序員以明確的說明，讓他們知道怎樣釋放你的資源；而且C#中用到的using語句快，也是在離開語句塊時自動調(diào)用Dispose方法。
這里需要注意的是，如果基類實現(xiàn)了IDispose接口，那么它的派生類也必須實現(xiàn)自己的IDispose，并在其Dispose方法中調(diào)用基類中Dispose方法。只有這樣的才能保證當(dāng)你使用派生類實例后，釋放資源時，連同基類中的非托管資源一起釋放掉。
使用using與try+finally的區(qū)別
可以說二者沒有任何區(qū)別，因為using只是編輯器級的優(yōu)化，它與try+finally有著相同的作用，以下是一段使用using的代碼，它在IL階段也是以try+finally呈現(xiàn)的，但是，using的優(yōu)點是，在代碼離開using塊時，using會自動調(diào)用Idispose接口的Dispose()方法。
- public partial class _Default : System.Web.UI.Page
- {
- protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
- {
- using (DataSet ds = new DataSet())
- {
- }
- }
- }
- .method family hidebysig instance void Page_Load(object sender,class [mscorlib]System.EventArgs e) cil managed
- {
- // 代碼大小 29 (0x1d)
- .maxstack 2
- .locals init ([0] class [System.Data]System.Data.DataSet ds,
- [1] bool CS$4$0000)
- IL_0000: nop
- IL_0001: newobj instance void [System.Data]System.Data.DataSet::.ctor()
- IL_0006: stloc.0
- .try
- {
- IL_0007: nop
- IL_0008: nop
- IL_0009: leave.s IL_001b
- } // end .try
- finally
- {
- IL_000b: ldloc.0
- IL_000c: ldnull
- IL_000d: ceq
- IL_000f: stloc.1
- IL_0010: ldloc.1
- IL_0011: brtrue.s IL_001a
- IL_0013: ldloc.0
- IL_0014: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()
- IL_0019: nop
- IL_001a: endfinally
- } // end handler
- IL_001b: nop
- IL_001c: ret
- } // end of method _Default::Page_Load
2. GC.Collect()方法
如果我們在程序中顯式的調(diào)用了垃圾收集器的collect接口，那么垃圾收集器會立即運行，完成內(nèi)存對象的標(biāo)記、壓縮與清除工作，使用GC.Collect(i)還可以指定回收的代，然而aicken并不贊成各位同學(xué)顯式調(diào)用它：
（1）GC.Collect()做的并不只是回收內(nèi)存，就像***節(jié)中介紹的，在回收了內(nèi)存之后，GC會重新整理內(nèi)存，修正對象指針，讓空閑內(nèi)存連續(xù)，供CLR順序分配內(nèi)存，提高新建對象的效率。內(nèi)存壓縮整理工作非常耗用計算資源。
（2）很少有人會關(guān)心到GC除了在內(nèi)存吃緊以及資源空閑時運行，還會在什么時候運行。 其實GC的運行時機(jī)，還要受到一個叫做“策略引擎”的部件控制，它會觀察GC的收集頻率、效率等等。它會根據(jù)GC回收效果，調(diào)整GC運行的頻率：即當(dāng)某次GC回收效果頗豐時，它便會增加GC運行的頻率，反之亦然。
所以如果剛剛發(fā)生了一次自然的收集，垃圾對象就會非常之少，而此時程序又顯式的進(jìn)行了收集調(diào)用，那么自然， GC雖然小有收獲，但是策略引擎就會認(rèn)為：這很不值得，才收集了這么點垃圾，也許該減少GC的次數(shù)。這樣一來，垃圾收集器努力保持的自然節(jié)奏就被打亂了，同時，對象類型的創(chuàng)建效率與頻率，也會被“策略引擎”捕捉到，從而改變代的數(shù)量與容量。
所以，額外的調(diào)用GC，代價高昂，甚至?xí)档托?。顯示的調(diào)用GC.Collect()，實質(zhì)是在用“時間換空間”，而通常在程序設(shè)計中，我們推薦的設(shè)計原則是“空間換時間”，比如使用各種各樣的緩存，也有例外，如果你掌握了整個應(yīng)用程序的情況，明確的知道何時會產(chǎn)生大量垃圾，也是可以顯示調(diào)用該方法的。綜上，盡量不要顯示調(diào)用GC.Collect()，因為服務(wù)器的CPU比內(nèi)存要貴的多！ #p#
3. 析構(gòu)函數(shù)(Finalize())
我們知道，GC只負(fù)責(zé)釋放托管資源，非托管資源GC是無法釋放的。類似文件操作、數(shù)據(jù)庫連接等都會產(chǎn)用非托管資源。Finalize方法是用于釋放非托管資源的，等同于C#中是析構(gòu)函數(shù)，C#編譯器在編譯構(gòu)造函數(shù)時，會隱式的將析構(gòu)函數(shù)編譯為Finalize()對應(yīng)的代碼，并確定在finally塊中執(zhí)行了base.Finalize()。析構(gòu)函數(shù)中只能釋放非托管資源,而不要在任何托管資源進(jìn)行析構(gòu)，原因如下：
（1）你無法預(yù)測析構(gòu)函數(shù)的運行時機(jī)，它不是按順序執(zhí)行的。當(dāng)析構(gòu)函數(shù)被執(zhí)行的時候，也許你進(jìn)行操作的托管資源已經(jīng)被釋放了。
（2）包含F(xiàn)inalize()的對象，需要GC的兩次處理才能刪除。
（3）CLR會在單獨的線程上執(zhí)行所有對象的Finalize()方法，無疑，如果頻繁的Finalize()，會降低系統(tǒng)的性能。
下面我們來重點說說第（2）點，為何包含F(xiàn)inalize()的對象，需要兩次GC才能被清除。首先要了解與Finalize相關(guān)的兩個隊列：終止隊列(Finalization Queue)與可達(dá)隊列(Freachable Queue)，這兩個隊列存儲了一組指向?qū)ο蟮闹羔?，?dāng)程序中在托管堆上分配空間時(new)，如果該類含有析構(gòu)函數(shù)，GC將在Finalization Queue中添加一個指向該對象的指針。
在GC***運行時，會在已經(jīng)被確認(rèn)為垃圾的對象中遍歷，如果某個垃圾對象的指針被Finalization Queue包含，GC將這個對象從垃圾中分離出來，將它的指針儲存到Freachable Queue中，并在Finalization Queue刪除這個對象的指針記錄，這時該對象就不是垃圾了——這個過程被稱為是對象的復(fù)生（Resurrection）。當(dāng)Freachable Queue一旦被添加了指針之后，它就會去執(zhí)行對象的Finalize()方法，清除對象占用的資源。
當(dāng)GC再次運行時，便會再次發(fā)現(xiàn)這個含有Finalize()方法的垃圾對象，但此時它在Finalization Queue中已經(jīng)沒有記錄了(GC***運行時刪掉了它的Finalization Queue記錄)，那么這個對象就會被回收了，至此，通過GC兩次運行，終于回收了帶有析構(gòu)函數(shù)的對象。復(fù)活實例：
- private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
- {
- Resource re = new Resource();
- re = null;GC.Collect();
- GC.WaitForPendingFinalizers();
- //***GC.Collect()沒起作用哦。
- label1.Text = re.num.ToString();
- }
- public class Resource
- {
- public int num;
- ~Resource()
- {
- }
- }
看了上面的代碼，大家應(yīng)該了解什么是復(fù)活了吧！那么為什么要復(fù)生呢？因為***GC時，這個對象的Finalize()方法還沒有被執(zhí)行，如果不經(jīng)過復(fù)生就被GC掉，那么就連它的Finalize()一起回收了，F(xiàn)inalize()就無法運行了，所以必須先復(fù)生，以執(zhí)行它的Finalize()，然后再回收。
還有兩個方法ReRegisterForFinalize和SuppressFinalize需要講一講，ReRegisterForFinalize是將指向?qū)ο蟮闹羔樦匦绿砑拥紽inalization Queue中(即召喚系統(tǒng)執(zhí)行Finalize()方法)，SuppressFinalize是將對象的指針從Finalization Queue中移除(即拒絕系統(tǒng)執(zhí)行Finalize()方法)。
SuppressFinalize用于那些即有析構(gòu)函數(shù)來釋放資源，又實現(xiàn)了Dispose()方法釋放資源的情況下：將GC.SuppressFinalize(this)添加至Dispose()方法中，以確保程序員調(diào)用Dispose()后，GC就不必再次收集了，即實現(xiàn)Idisposable中的Dispose()方法，又使用析構(gòu)函數(shù)，一個雙保險，大家不要迷惑，其實在釋放非托管資源時，使用一個即可，推薦使用前者。代碼如下：
- public class Resource : Idisposable
- {
- private bool isDispose = false;
- //實現(xiàn)Dispose()，后面還有析構(gòu)函數(shù)，以防程序員忘記調(diào)用Dispose()方法
- public void Dispose()
- {
- Dispose(true);
- GC.SuppressFinalize(this);
- }
- protected virtual void Dispose(bool disposing)
- {
- if (!isDispose)
- {
- if (disposing)
- {
- //清理托管資源
- }
- //清理非管資源
- }
- isDispose = true;
- }
- Resource ()
- {
- Dispose(false);
- }
- }
4．弱引用(WeakReference)
***一個話題：弱引用。在編程中，對于那些大對象建議使用這種引用方式，這種引用不影響GC回收：我們用過了某個對象，然后將其至null，這樣GC就可以快速回收它了，但是沒過多久我們又需要這個對象了，沒辦法，只好重新創(chuàng)建實例，這樣就浪費了創(chuàng)建實例所需的計算資源；而如果不至null，就會浪費內(nèi)存資源。對于這種情況，我們可以創(chuàng)建一個這個大對象的弱引用，這樣在內(nèi)存不夠時GC可以快速回收，而在沒有被GC回收前我們還可以再次利用該對象。
- public class SomeObject
- {
- }
- public static void Main()
- {
- SomeObject so = new SomeObject();
- WeakReference WRso = new WeakReference(so);
- so = null;
- Console.WriteLine(WRso.IsAlive); // True
- // 調(diào)用GC 手動回收。
- GC.Collect();
- Console.WriteLine(WRso.IsAlive); // False
- }
看到?jīng)]，在so = null;后，它的弱引用依然是可用的。所以對于大對象的使用，aicken建議使用此種方式。另外，弱引用有長短之分：長弱引用在對象終結(jié)后，依然追蹤對象；短弱引用則反之，aicken不建議人為干預(yù)GC的工作成果，所以推薦使用短弱引用，即上面代碼中的方式。
文章原標(biāo)題：.NET Discovery系列之三--深入理解.NET垃圾收集機(jī)制(下)
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/isline/archive/2009/03/04/1402713.html
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