c#高级编程 处理非托管的资源
垃圾回收器的出现意味着，通常不需要担心不再需要的对象，只要让这些对象的所有引用都超出作用域，并允许垃圾回收器在需要时释放内存即可。但是，垃圾回收器不知道如何释放非托管的资源（例如，文件句柄、网络连接和数据库连接）。托管类在封装对非托管资源的直接或间接引用时，需要制定专门的规则，确保非托管的资源在回收类的一个实例时释放。
在定义一个类时，可以使用两种机制来自动释放非托管的资源。这些机制常常放在一起实现，因为每种机制都为问题提供了略为不同的解决方法。这两种机制是：
● 声明一个析构函数（或终结器），作为类的一个成员
● 在类中实现System.IDisposable接口
下面依次讨论这两种机制，然后介绍如何同时实现它们，以获得最佳的效果。
1、析构函数或终结器
了构造函数可以指定必须在创建类的实例时进行的某些操作。相反，在垃圾回收器销毁对象之前，也可以调用析构函数。由于执行这个操作，因此析构函数初看起来似乎是放置释放非托管资源、执行一般清理操作的代码的最佳地方。但是，事情并不是如此简单。
注意： 在讨论C#中的析构函数时，在底层的.NET体系结构中，这些函数称为终结器（finalizer）。在C#中定义析构函数时，编译器发送给程序集的实际上是Finalize（）方法。它不会影响源代码，但如果需要查看生成的IL代码，就应知道这个事实。
C++开发人员应很熟悉析构函数的语法。它看起来类似于一个方法，与包含的类同名，但有一个前缀波形符（～）。它没有返回类型，不带参数，没有访问修饰符。下面是一个例子：
class MyClass
{
～MyClass()
{
// Finalizer implementation
}
}C#编译器在编译析构函数时，它会隐式地把析构函数的代码编译为等价于重写Finalize（）方法的代码，从而确保执行父类的Finalize（）方法。下面列出的C#代码等价于编译器为～
MyClass（）析构函数生成的IL：
protected override void Finalize()
{
try
{
// Finalizer implementation
}
finally
{
base.Finalize();
}
}如上所示，在～MyClass（）析构函数中实现的代码封装在Finalize（）方法的一个try块中。对父类的Finalize（）方法的调用放在finally块中，确保该调用的执行。
C#析构函数要比C++析构函数的使用少得多。与C++析构函数相比，C#析构函数的问题是它们的不确定性。在销毁C++对象时，其析构函数会立即运行。但由于使用C#时垃圾回收器的工作方式，无法确定C#对象的析构函数何时执行。所以，不能在析构函数中放置需要在某一时刻运行的代码，也不应寄望于析构函数会以特定顺序对不同类的实例调用。如果对象占用了宝贵而重要的资源，应尽快释放这些资源，此时就不能等待垃圾回收器来释放了。
是C#析构函数的实现会延迟对象最终从内存中删除的时间。没有析构函数的对象会在垃圾回收器的一次处理中从内存中删除，但有析构函数的对象需要两次处理才能销毁：第一次调用析构函数时，没有删除对象，第二次调用才真正删除对象。另外，运行库使用一个线程来执行所有对象的Finalize（）方法。如果频繁使用析构函数，而且使用它们执行长时间的清理任务，对性能的影响就会非常显著。
2、IDisposable接口
在C#中，推荐使用System.IDisposable接口替代析构函数。IDisposable接口定义了一种模式（具有语言级的支持），该模式为释放非托管的资源提供了确定的机制，并避免产生析构函数固有的与垃圾回收器相关的问题。IDisposable接口声明了一个Dispose（）方法，它不带参数，返回void。MyClass类的Dispose（）方法的实现代码如下：
class MyClass: IDisposable
{
public void Dispose()
{
// implementation
}
}Dispose（）方法的实现代码显式地释放由对象直接使用的所有非托管资源，并在所有也实现IDisposable接口的封装对象上调用Dispose（）方法。这样，Dispose（）方法为何时释放非托管资源提供了精确的控制。
假定有一个ResourceGobbler类，它需要使用某些外部资源，且实现IDisposable接口。如果要实例化这个类的实例，使用它，然后释放它，就可以使用下面的代码：
var theInstance = new ResourceGobbler(); // 做你的处理 theInstance.Dispose();
但是，如果在处理过程中出现异常，这段代码就没有释放theInstance使用的资源，所以应使用try块，编写下面的代码：
ResourceGobbler theInstance = null;
try
{
theInstance = new ResourceGobbler();
// do your processing
}
finally
{
theInstance? .Dispose();
}3、using语句
使用try/finally，即使在处理过程中出现了异常，也可以确保总是在theInstance上调用Dispose（）方法，总是释放theInstance使用的任意资源。但是，如果总是要重复这样的结构，代码就很容易被混淆。C#提供了一种语法，可以确保在实现IDisposable接口的对象的引用超出作用域时，在该对象上自动调用Dispose（）方法。该语法使用了using关键字来完成此工作——该关键字在完全不同的环境下，它与名称空间没有关系。下面的代码生成与try块等价的IL代码：
using (var theInstance = new ResourceGobbler())
{
// do your processing
}using语句的后面是一对圆括号，其中是引用变量的声明和实例化，该语句使变量的作用域限定在随后的语句块中。另外，在变量超出作用域时，即使出现异常，也会自动调用其Dispose（）方法。
注意： using关键字在C#中有多个用法。using声明用于导入名称空间。using语句处理实现IDisposable的对象，并在作用域的末尾调用Dispose方法。
4、实现IDisposable接口和析构函数
上文讨论了自定义类所使用的释放非托管资源的两种方式：
● 利用运行库强制执行的析构函数，但析构函数的执行是不确定的，而且，由于垃圾回收器的工作方式，它会给运行库增加不可接受的系统开销。
● IDisposable接口提供了一种机制，该机制允许类的用户控制释放资源的时间，但需要确保调用Dispose（）方法。
如果创建了终结器，就应该实现IDisposable接口。假定大多数程序员都能正确调用Dispose（）方法，同时把实现析构函数作为一种安全机制，以防没有调用Dispose（）方法。下面是一个双重实现的例子：
using System;
public class ResourceHolder : IDisposable
{
private bool _isDisposed = false;
public void Dispose()
{
Dispose(true);
GC.SuppressFinalize(this);
}
protected virtual void Dispose(bool disposing)
{
if (!_isDisposed)
{
if (disposing)
{
// Cleanup managed objects by calling their
// Dispose() methods.
}
// Cleanup unmanaged objects
}
_isDisposed = true;
}
～ResourceHolder()
{
Dispose(false);
}
public void SomeMethod()
{
// 确保在执行任何方法之前尚未释放对象
if (_isDisposed)
{
throw new ObjectDisposedException("ResourceHolder");
}//方法实现…
}
}从上述代码可以看出，Dispose（）方法有第二个protected重载方法，它带一个布尔参数，这是真正完成清理工作的方法。Dispose（bool）方法由析构函数和IDisposable.Dispose（）方法调用。这种方式的重点是确保所有的清理代码都放在一个地方。
传递给Dispose（bool）方法的参数表示Dispose（bool）方法是由析构函数调用，还是由IDisposable.Dispose（）方法调用——Dispose（bool）方法不应从代码的其他地方调用，其原因是：
● 如果使用者调用IDisposable.Dispose（）方法，该使用者就指定应清理所有与该对象相关的资源，包括托管和非托管的资源。
● 如果调用了析构函数，原则上所有的资源仍需要清理。但是在这种情况下，析构函数必须由垃圾回收器调用，而且用户不应试图访问其他托管的对象，因为我们不再能确定它们的状态了。在这种情况下，最好清理已知的非托管资源，希望任何引用的托管对象还有析构函数，这些析构函数执行自己的清理过程。
_isDisposed成员变量表示对象是否已被清理，并确保不试图多次清理成员变量。它还允许在执行实例方法之前测试对象是否已清理，如SomeMethod（）方法所示。这个简单的方法不是线程安全的，需要调用者确保在同一时刻只有一个线程调用方法。要求使用者进行同步是一个合理的假定，在整个.NET类库中（例如，在Collection类中）反复使用了这个假定。
最后，IDisposable.Dispose（）方法包含一个对System.GC.SuppressFinalize（）方法的调用。GC类表示垃圾回收器，SuppressFinalize（）方法则告诉垃圾回收器有一个类不再需要调用其析构函数了。因为Dispose（）方法已经完成了所有需要的清理工作，所以析构函数不需要做任何工作。调用SuppressFinalize（）方法就意味着垃圾回收器认为这个对象根本没有析构函数。
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