平时做技术实践时,很多问题不是概念不会,而是细节没串起来。拿“C#/Unity清理非托管资源的代码”来说,它看着像小点,放到项目里常会牵出环境、配置、兼容性和维护成本。下面按实际采用顺序,把思路、关键写法和容易踩坑的地方讲清楚,便于大家直接对照操作。
一.理解托管资源和非托管资源
从实现思路看,C#对象可分为由.NET垃圾回收期管理的托管对象,和垃圾回收器不管理的非托管对象。对于非托管对象, 必须在 理解这一步时,采用完这些资源时显式释放。 常用的非托管对象比如文件、窗口、网络连接或数据库连接。
二.区分托管和非托管对象
| 特征 | 托管对象 | 非托管对象 |
| 常用形式 | C#中用 new 新建的对象、class、struct、string等 | IntPtr、Windows句柄、unsafe代码中的指针 |
| 内存管理 | 由 .NET 垃圾回收器 (GC) 自动管理 | 需开发者手动分配和释放 |
| 代表例子 | FileStream、SqlConnection、Person、List | 文件句柄、GDI绘图对象、Marshal.AllocHGlobal分配的内存 |
三.Dispose模式
3.1 Dispose模式概述
微软为释放非托管对象制定了一个设计模式,称为释放模式(Dispose Pattern)落到代码里,,该模式意在将释放非托管资源的实现标准化,降低复杂度。该模式具有以下准则:
1.幂等性:Dispose方法应可被多次调用,后续调用无任何效果
2.层级调用:若类拥有实现了IDisposable的成员,则类本身也应实现Dispose,同时在其中调用成员的Dispose方法。
3.2IDisposable接口
该模式借助接口IDisposable实现,接口有个Dispose无参方法:
namespace System
{
[ComVisible(true)]
public interface IDisposable
{
void Dispose();
}
}
3.3 无参Dispose
它的标准实现如下所示:
public void Dispose()
{
// Dispose of unmanaged resources.
Dispose(true);
// Suppress finalization.
GC.SuppressFinalize(this);
}
3.4 GC.SuppressFinalize
SuppressFinalize的作用是性能优化实际处理时,,具体来说SuppressFinalize告诉 GC该对象已被手动释放,不再需终结,能够提前回收该对象的内存。该方法会阻止运行终结方法(具体概念见下文)。实际处理时,若类中没有终结方法,则对GC.SuppressFinalize的调用无效。
3.5 有参Dispose
理解这一步时,执行具体的清理任务,参数为true表示调用来自无参Dispose(),false表示调用来自终结方法
protected virtual void Dispose(bool disposing)
{
if (_disposed)
{
return;
}
if (disposing)
{
// Dispose managed state (managed objects).
// ...
}
// Free unmanaged resources.
// ...
_disposed = true;
}
该方法统一处理两种不同的资源释放场景,避免代码重复,并确保安全性:
- 确定性释放(
disposing = true):主动调用Dispose()方法时触发。此时,托管资源和非托管资源都能够安全释放。 - 非确定性释放(
disposing = false):由垃圾回收器(GC)在终结器(析构函数)中触发。此时,托管资源可能已经不存在或已被回收,所以只应释放非托管资源。
3.6采用实现 IDisposable 的对象
如果采用new 出来的对象是实现了IDisposable的结合项目来看,(比如StreamReader),那么当用完后应该调用其Dispose方法将其释放。
做法一:try-finally
StreamReader sr;
try
{
sr = new StreamReader(filename);
txt = sr.ReadToEnd();
}
finally
{
if (sr != null) sr.Dispose();
}
做法二:using语句
当控制离开语句块 using 时,将调用Dispose方法。using语句是语法糖,编译后会被转换为try-finally的写法。
using (StreamReader sr = new StreamReader(filename))
{
txt = sr.ReadToEnd();
}
还能够采用无括号的 using声明,这种写法Dispose将在当前方法结束时释放
using StreamReader sr = new StreamReader(filename);
txt = sr.ReadToEnd();
四.终结器
终结器(历史上称为析构函数)其在 GC 回收对象内存之前由 GC 调用,结合项目来看,用来在未手动调用Dispose时,作为兜底方案调用Dispose来避免内存泄露,其缺点是造成GC上的性能开销,不是建议的做法。
- 仅对非托管对象定义终结器。
- 在这个场景下,C# 编译器不允许重写Finalize方法。可借助为类实现写够函数来提供终结器。
- 不应采用空终结器,空终结器会造成性能损失
实际处理时,比如,以下是该类的终结器的声明Car。
class Car
{
~Car() // finalizer
{
// cleanup statements...
}
}
对终结器的调用会隐式转换为以下代码:
protected override void Finalize()
{
try
{
// Cleanup statements...
}
finally
{
base.Finalize();
}
}
理解这一步时,总的来说,C#/Unity清理非托管资源适合结合实际项目边做边理解。先抓住核心思路,再逐步补上细节和边界处理,最后效果会更稳定,也更容易复用。