【.com原稿】垃圾收集和资源清理是.NET中最重要的内容，也是所有程序都必须使用的机制，但是有很大的区别一些开发者不知道垃圾回收和资源清理的原理。然后，通过这篇文章，我将向读者详细解释垃圾收集和资源清理。1.垃圾收集。.NET中的垃圾收集是运行时的核心功能。它的作用是回收不再被引用的对象占用的内存。这里要注意垃圾回收器只回收内存资源，不处理其他资源。另外，垃圾回收器是根据有没有引用来决定清理那些东西的，也就是说垃圾回收器处理的是没有被引用的引用对象，只能回收堆上的内存。简介.NET中垃圾收集的许多细节都与CLI相关。Microsoft.NET框架中用于实现垃圾回收的算法是标记压缩算法。当每个垃圾回收周期开始时，它会查找对该对象的所有根引用（通常根引用来自静态变量、CPU寄存器以及对局部变量或参数实例的任何引用）。基于所有找到的根引用，垃圾收集器可以遍历每个根引用标识的树结构，并递归确定每个根引用指向的对象，从而标识所有可达对象。进行垃圾回收时，垃圾回收器将所有可达的对象一个一个地放在一起，这样就可以覆盖不可达对象占用的内存。为了定位和移动可达对象，进程中的所有托管线程在垃圾收集期间被挂起，以便垃圾收集器在运行期间保持状态一致性。虽然这样做会导致应用程序短暂停止工作，但一般来说，只要垃圾回收周期不是特别长，这种短暂的停止工作是很难被察觉的。我们在开发的时候，有时候运行一些代码段的时候可能不想进行垃圾回收。这时候我们可以在代码段之前使用System.GC对象中包含的Collect方法，让垃圾回收暂时跳过这些代码。当然，这样做并不会阻止垃圾回收运行，只是降低了这部分代码可能被回收的概率，但是这里有一个前提：代码段执行过程中，不会消耗内存并且大量使用。.NET中垃圾收集的一个特别之处在于，并非所有垃圾都会在垃圾收集周期中收集。为什么是这样？因为.NET垃圾回收器中有一个概念叫generation，翻译成中文就是generation。它会清理寿命较短的对象，而在垃圾回收周期中存活下来的对象清理频率较低。也就是说，当一个对象在一个垃圾回收周期中存活下来时，它就会被移到下一代，如果它在另一个垃圾回收周期中存活下来，它就会被移到最后一代，也就是第一代。第二代（为什么是第二代？因为.NET垃圾回收机制中这一代是从0开始的），第零代清理速度最快，第二代清理速度最慢。弱引用弱引用这个词很少被开发者听到。所谓的弱引用是为创建和维护昂贵的对象而设计的。它不会阻止垃圾收集器回收对象，但它会维护一个可以在被垃圾收集器回收之前重用的引用。例如，我们从数据库中查询一个巨大的数据列表来展示给用户。如果用户在没有使用弱引用的情况下关闭列表，那么垃圾收集器很可能会回收它。那么当用户再次查看该列表时，该程序还需要从数据库中查询和加载，这是非常昂贵的。如果使用引用，每次请求列表时，代码首先检查列表是否被清除，如果没有被清除，则直接将列表显示给用户，如果被清除，则从数据库中查询和显示给用户，相当于缓存在内存中的对象。如果开发者认为该对象应该被弱引用，那么可以将该对象赋值给System.WeakReference。我们来看一个简单的弱认证的例子：WeakReferenceData;publicFileStreamDate(){FileStreamfs=(FileStream)Data.Target;if(data!=null){returndata;}//morecodeData.Target=data;returndata;}上面的代码是创建弱引用的标准代码。我们可以看到代码中变量data被判断为null。我们可以通过这个判断来检查垃圾收集器是否回收了它。这里还有一个关键代码FileStreamfs=(FileStream)Data.Target;这里将弱引用赋值给强引用，可以避免弱引用在检查null之后访问数据之前被垃圾回收器回收。2.资源清理上一节开头我们说了垃圾回收是回收内存中的对象，那么如果我们需要回收其他资源，比如数据库连接、句柄、外部设备等怎么办。这时候我们就需要用到资源清理。Finalizer终结器是允许开发人员通过代码清理类资源的东西。终结器最大的特点是不能在代码中显式调用。只有垃圾收集器负责调用对象实例的终结器。因此，开发者无法在编译时确定finalizer什么时候执行，而只能确定什么时候finalizer是对象。最后一次被调用的地方。finalizer的定义也很简单，就是在类名前加一个~符号即可。classDemo{publicDemo(stringname){//morecode}~Demo(){Close();}publicvoidClose(){//morecode}//morecode}上面的代码定义了一个简单的终结器，我们定义终结器这里有四个东西要请记住：因为终结器是在自己的线程中执行的，所以很难诊断终结器中未处理的异常，因为导致异常的情况尚不清楚。所以我们必须避免在终结器中抛出异常。终结器不允许传递任何参数，也不能重载；因为它是由垃圾收集器调用的，所以为终结器添加访问修饰符是没有意义的；如果父类中有终结器，则将作为子类终结器的一部分自动调用；终结器必须显式释放资源。当我们忘记显式调用必要的清理代码时，使用终结器可以帮助我们执行清理，但由于终结器操作是非确定性的，我们只能将其用作回退机制。通常我们可以使用using。C#中IDisposable接口的Dispose方法为我们提供了实现细节。我们先来看一段代码。classDemo{MyFileStreamfs=newmyFileStram();//morecodefs.Dispose();//morecode}classMyFileStream:IDisposable{publicMyFileStream(stringpath){//morecode}//morecode~MyFileStream{Dispose(false);}publicvoidClose(){Dispose();}publicvoidDispose(){Dispose(true);System.GC.SuppressFinalize();}publicvoidDispose(boolpara){//morecode}}在上面的代码中，我们显式调用了MyFileStream类的Dispose方法。Dispose方法主要是用来清理已经使用过的资源，但是这里有个问题。当我们调用Dispose方法时，可能会发生异常。这时候我们就不能正确的调用Dispose方法了。为了避免这个问题，我们需要添加try。.finally块。但是我们不能保证开发者每次都会写try...finally。这时候我们可以使用C#提供的using语句。让我们修改上面的调用代码：classDemo{using(MyFileStreamfs=newmyFileStram()){//morecode}}该代码最终生成CIL代码，就像使用try...finally块生成的一样。垃圾收集、终结和IDisposable在上一节的代码中，我们看到我们调用了System.GC.SuppressFinalize()；在Dispose方法中，其功能是从终结队列中删除MyFileStream实例。因为所有的清理都是在Dispose方法中完成的，而不是等待终结器执行。如果不调用System.GC.SuppressFinalize()方法，该实例会一直在finalization队列中，只有调用finalization方法后才能在垃圾回收器中回收，造成垃圾回收处理时间的延迟的托管资源。在Dispose方法中调用了Dispose(boolpara)方法，在这个方法中我们可以清理资源并防止终结器。其次，我们定义Close方法来调用Dispose(boolpara)方法，这样终结器就可以调用Dispose(boolpara)方法来关闭和释放资源。对于上一节总结的代码，需要注意以下几点：在某些特殊情况下，垃圾回收对象可能会不经意地重新引用到一个挂起的对象。这样，被重新引用的对象就不再不可访问了，也就不能被垃圾回收了。如果对象的终结器已经运行，则终结器不一定会再次运行，除非明确标记为终结。只为高开销和高成本的对象实现终结器；如果该类有终结器，则它必须实现IDisposable；不要在终结器中抛出异常；必须在Dispose方法中调用System.GC.SuppressFinalize；确保Dispose可以被重用；保证Dispose方法的简单性；不能调用其他没有在终结器中终结的对象；如果父类有终结器，重写时必须调用父类终结器；调用Dispose方法后，对象设置为不可用。3.小结本文详细讲解了垃圾回收和资源清理相关的知识。对于一些开发者来说，这部分知识可能比较难理解，但是只要在实际项目中使用，相信是可以很快掌握和理解的。作者简介：朱刚，笔名苗叔，国内某技术博客认证专家，.NET高级开发工程师。曾就职于初创公司，从事企业级安全监控系统开发。【原创稿件，合作网站转载请注明原作者和出处为.com】
