接口IDisposable的用法

Posted 2021-01-01 pilgrim

　　C#的每一个类型都代表一种资源，而资源又分为两类：

• 托管资源  由CLR管理分配和释放的资源，即从CLR里new出来的对象。
• 非托管资源  不受CLR管理的对象，如Windows内核对象，或者文件、数据库连接、套接字、COM对象等。

　　如果类型用到了非托管资源，或者需要显式释放托管资源，那么需要让类型继承接口IDisposable。记住：如果类型需要显式释放资源，那么一定要继承IDisposable接口。如：

class SampleClass:IDisposable
{
    private IntPtr nativeResource = Marshal.AllocHGlobal(100);//非托管资源
    private Bitmap bitmap = new Bitmap(100, 100);//托管资源
    private bool isDisposed = false;
    
    //实现IDisposable中的Dispose方法
    public void Dispose( )
    {
        Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);//通知垃圾回收器不用再调用终结器
    }
    //不必要的方法，只是为了符合其他语言的规范
    public void Close()
    {
        Dispose();
    }
    //必须的，防止程序员忘记显示调用Dispose方法(隐式清理)
    ~SampleClass()
    {
        Dispose(false);
    }
    //非密封类修饰用protected virtual，提醒子类必须实现自己的清理方法时注意到父类的清理工作
    protected virtual void Dispose(bool isDisposing)
    {
        if(isDisposed)
        {
            return;
        }
        if(isDisposing)
        {
            //清理托管资源
            if(bitmap != null)
            {
                bitmap.Dispose();
                bitmap = null;
            }
        }
        //清理非托管资源
        if(nativeResource!=IntPtr.Zero)
        {
            Marshal.FreeHGlobal(nativeResource);
            nativeResource = IntPtr.Zero;
        }
        isDisposed = false;
    }
    
    public void SamplePublicMethod()
    {
        if(isDisposed)
        {
            throw new ObjectDisposedException("SampleClass", "SampleClass is disposed");
        }
        //代码
    }
}

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　　继承IDisposable接口，可以使用using语法糖。在using语句代码块内，可以使用声明的对象，当语句离开代码块后，系统自动释放资源：

//使用using方法，当语句离开代码块后，using内的对象自动释放
using (SampleClass sample = new SampleClass())
{
    //……
}
//以上代码相当于下面的代码
SampleClass sample0 = new SampleClass();
try
{
    //……
}
finally
{
    sample0.Dispose();
}

View Code

　　在SampleClass中，存在一个终结器（C++中叫析构器）。其意义在于，调用者可能并不会主动调用Dispose方法，而终结器会被垃圾回收器调用调用，所以它作为释放资源的补救措施。

　　在CLR中，每new一个对象时，就会为该对象在堆上分配内存，如果不再被引用，就会回收它们的内存。如果没有实现IDisposable接口的类型对象，垃圾回收器会直接释放对象所占内存；如果实现了，每次创建对象时，CLR会将该对象的一个指针放到终结列表中，垃圾回收器在回收对象前会首先将终结列表中的指针放入一个freachable队列。同时，CLR会分配一个线程管理freachable队列，调用对象终结器，只有此时，对象才会被真正标识为垃圾，并在下一次进行垃圾回收时释放对象所占内存。即：实现IDisposable接口的类型，至少要经过两次垃圾回收才能真正释放掉内存。其中Dispose方法中的GC.SuppressFinalize()方法用于在显示释放资源后，通知垃圾回收器不用再调用终结器（隐式回收）释放资源。

　　在实现IDisposable接口时，其Dispose()方法并没有做实际的清理工作，但提供了带bool参数的受保护的虚方法。因为该类型可能被其他类继承，如果子类实现自己的Dispose模式，受保护的虚方法可以提醒子类：在实现自己的清理方法时，需要注意父类的清理工作（base.Dispose方法）。

　　真正撰写资源释放代码的虚方法有一个bool参数，但是在显示释放资源(true)与隐式释放资源(false)调用中传入的参数不同。表明：隐式清理时，只需要处理非托管资源就行。托管资源中的普通类型不需要手动清理，而非普通类型需要手动清理。

　　Dispose模式设计思路：如果调用者显示调用了Dispose方法，那么类型按部就班释放自己的全部资源，然后通知垃圾回收器不需要再释放（GC.SuppressFinalize()方法）；而忘记调用Dispose方法，那么类型就假定自己的所有托管资源会全部交给垃圾回收器回收，不需要手动清理。