C#中IDispose接口的實現及為何這么實現詳解

前言

我原本認為對于IDispose的實現方法，只要在里面釋放非托管資源就行了，但是通過網上資料，看到很多實現方法并不是僅僅做釋放非托管資源，非常迷惑，關鍵是這些資料也沒詳細的告訴你為什么這么做？之后通過StackOverflow了解到這一步一步的原因，說的十分詳細，結合自己的認識，翻譯后分享給大家：

一、IDispose的實現方法

具體的實現方法，你可以直接查看這個億速云網站的教程：

https://www.jb51.net/article/54899.htm

如果你能看懂，并且很清楚為什么那么做。那么以下的文章你就可以略去不看。如果不清楚為什么那么做，請帶著你的迷惑往下看：

二、為什么那樣實現

英文好的可以直接去StackOverflow原文地址：

https://stackoverflow.com/questions/538060/proper-use-of-the-idisposable-interface/538238#538238

2.1、進行之前

在C++中，所有你在堆上申請的內存空間，必須手動釋放掉，否則就會造成內存的泄露。這可能會讓你在寫程序的時候要花點心思在內存的管理上而不是專注于解決你編程的目的—解決問題。所以作為C++的進化版C#使用了GC（Garbage Collector）來進行內存的管理以達到自動釋放不需要的內存的目的，但是GC并不能做的十分完美，對于一些非托管資源，GC無能為力，這就要求我們必須手動的釋放那么非托管資源，為了更好的去做到這一點，我們就要編寫一種方法，通過手動調用這個方法，我們就能夠釋放掉非托管資源。

注：

什么是托管資源和非托管資源？

托管資源就是托管給CLR的資源，CLR能對這些資源進行管理。而非托管資源則是CLR無法對這些資源管理，這些資源的申請、釋放必須由使用者自行管理。

例如，像Win32編程中的文件句柄，上下文句柄、窗口或網絡連接等資源都屬于非托管資源。但是如果這些非托管資源在.Net中進行了封裝，成為了.Net類庫中的一部分，它就不屬于非托管資源了，因為在對它們封裝的過程中，就實現了它們的自動管理功能。

也就是說，你能在.Net中找到的類產生的對象，都是托管資源。

(理解這點很重要，這可能是你看不懂上面實現教程的重要一個原因！)

注：

GC進行垃圾回收的時間和順序？

GC進行垃圾回收的時間我們根本無法確定(當然你手動調用GC的垃圾回收方法除外)，并且順序也不能確定！也就是說，你先申請的空間有可能在你后申請的空間釋放之后釋放。

GC對于實現析構函數和沒實現析構函數的類處理方法不一樣，簡單些說GC對于實現了析構函數的類一定會調用他們的析構函數。

關于.Net的垃圾回收機制，你可以暫時先知道這么多，待看完了這篇文章再去深入了解。

2．2、我們需要編寫一種方法去釋放！

為了去清除一些非托管資源，你創建的類需要有一個public方法，方法的名字可以隨意命名

例如：

public void Cleanup() 
public void Shutdown() 
…… 

你可以這么做，但是有一個標準的名字

public void Dispose() 

甚至有一個接口IDisposeable，里面包含的就是剛才那個方法

public interface IDisposable 
{ 
 void Dispose() 
} 

因此最好的辦法是讓你的類去實現IDisposable接口，在接口內的Dispose方法內提供一段清除非托管資源的代碼。

public void Dispose() 
{ 
 //這里釋放一個句柄(句柄是一個非托管資源，屬于Win32編程的概念) 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
} 

OK。這就完成了，除非你想做的更好！

2.3、別忘了類中的托管資源還占著空間！

托管資源占著空間？你首先想到的可能是那些int，string等等這些托管資源，它們能占用幾個空間，他們占著就占著唄！

但是托管資源可不僅僅是那些資源，要是你的對象使用了250MB的System.Drawing,Bitmap(這是在.Net Frame中的，屬于托管資源)作為一些緩沖怎么辦？當然，你知道這是一個.Net的托管資源，所以GC理所應當的將會釋放它。但是你真的想留著250MB的內存空間就那么被占用著？然后等待著GC最終釋放它？更或者要是有一個更大數據庫連接呢？我們當然不想讓那連接白白占用來等待GC的終結！

如果用戶調用了Dispose方法(意味著他們不再想使用這個對象里的一切)為什么不去扔掉那些浪費空間的位圖資源和數據庫連接呢？

那么，我們就應該這么做：

• 釋放非托管資源(因為我們必須這么做)
• 釋放托管資源(讓你的Dispose更完美)

所以，讓我們更新我們的Dispose方法來釋放那些托管資源

public void Dispose() 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
 
 //Free managed resources too 
 if (this.databaseConnection !=null) 
 { 
 this.databaseConnection.Dispose(); 
 this.databaseConnection =null; 
 } 
 if (this.frameBufferImage !=null) 
 { 
 this.frameBufferImage.Dispose(); 
 this.frameBufferImage = null; 
 } 
} 

OK，做的很好了，除非你想做的更好！

2.4、總會有人粗心忘記調用Dispose！

要是有人使用你的類創建了對象，但是忘記調用Dispose方法該怎么辦？這將會泄露一些非托管的資源！

注意：忘記調用Dispose方法雖然會造成非托管資源的泄露，但是對于那些托管資源來說，是不會泄露的，因為最終GC會行動起來，在后臺線程中釋放那些和托管資源有關的內存空間。這包括你創建的對象和其中的托管資源(例如Bitmap和數據庫連接) (為什么？往下看)

也就是說，如果你忘記調用Dispose方法，這個類應該自動進行一些補救措施！我們可以想到設計一種方法來做為一種后備方法:利用GC最終調用的終結器

注意：GC最終雖然會釋放托管資源，但是GC并不知道或者關心你的Dispose方法。那僅僅是一個我們選擇的名字。

GC調用析構函數是一個完美的時機來釋放托管資源，我們實現析構函數的功能通過重寫Finalize方法。

注意：在C#中，你不能真的去使用重寫虛函數的方法去重寫Finalize方法。你只能使用像C++的析構函數的語法去編寫，編譯器會自動對你的代碼進行一些改動來實現override終結器方法。(具體可查看MSDN中析構函數一節)

~MyObject() 
{ 
 //we're being finalized (i.e.destroyed), call Dispose in case the user forgot to 
 Dispose(); //<--Warning:subtle bug! Keep reading! 
} 

但是這有一個Bug。

試想一下，你的GC是在后臺線程調用，你對GC的調用時間和對垃圾對象的釋放順序根本無法掌控，很有可能的發生的是，你的對象的某些托管資源已經在調用終結器之前就被釋放了，當GC調用終結器時，最終會釋放兩次托管資源！

public void Dispose() 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.gdiCursorBitmapStreamFileHandle); 
 
 //Free managed resources too 
 if (this.databaseConnection !=null) 
 { 
 this.databaseConnection.Dispose(); //<-- crash, GC already destroyedit 
 this.databaseConnection =null; 
 } 
 if (this.frameBufferImage !=null) 
 { 
 this.frameBufferImage.Dispose(); //<-- crash, GC already destroyed it 
 this.frameBufferImage = null; 
 } 
} 

所以你需要做的是讓終結器告訴Dispose方法，它不應該再次釋放任何托管資源了(因為這些資源很有可能已經被釋放了！)

標準的Dispose模式是讓Dispose函數和Finalize方法通過調用第三種方法，這個方法有一個bool類型的形參來表示此方法的調用是通過Dispose還是GC調用終結器。在這個方法里實現具體的釋放資源代碼。

這個第三種方法的命名當然可以隨意命名，但是規范的方法簽名是:

protected void Dispose(Boolean disposing) 

當然，這個參數的名字會讓人讀不懂什么意思。(很多網上教程都使用這個名字，第一次看很難看懂這個變量的作用)

這個參數也許可以這樣寫…

protected void Dispose(Boolean itIsSafeToAlsoFreeManagedObjects) 
{ 
 //Free unmanaged resources 
 Win32.DestroyHandle(this.CursorFileBitmapIconServiceHandle); 
 
 //Free managed resources too, butonly if I'm being called from Dispose 
 //(If I'm being called fromFinalize then the objects might not exist 
 //anymore 
 if(itIsSafeToAlsoFreeManagedObjects) 
 {  
  if (this.databaseConnection !=null) 
  { 
  this.databaseConnection.Dispose(); 
   this.databaseConnection =null; 
  } 
  if (this.frameBufferImage !=null) 
  { 
  this.frameBufferImage.Dispose(); 
   this.frameBufferImage =null; 
  } 
 } 
} 

這樣IDisposable中的Dispose方法就變成了這樣：

public void Dispose() 
{ 
 Dispose(true); //I am calling youfrom Dispose, it's safe 
} 

終結器就變成了這樣…

~MyObject() 
{ 
 Dispose(false); //I am *not*calling you from Dispose, it's *not* safe 
} 

注意：你的類如果是從另一個類繼承而來，那么你不要忘記去調用父類的Dispose方法

public Dispose() 
{ 
 try 
 { 
  Dispose(true); //true: safeto free managed resources 
 } 
 finally 
 { 
  base.Dispose(); 
 } 
} 

所有的一切看起來都已經很好了，除非，你想做的更好！

2.5、最完美的方法？

如果使用者手動調用了Dispose方法，這樣，一切都被清空了。之后呢，因為你重寫了Finalize方法，GC一定調用這個方法，它將會再一次調用Dispose方法！

這不僅是一種性能上的浪費，而且關鍵是在Dispose方法調用后，那些引用已經變成了垃圾，GC會調用這些垃圾引用！

解決的方法是通過在Dispose方法中調用GC.SuppressFinalize() 來阻止GC去調用Finalize方法

public void Dispose() 
{ 
 Dispose(true); //I am calling youfrom Dispose, it's safe 
 GC.SuppressFinalize(this); //Hey,GC: don't bother calling finalize later 
} 

這樣，每一件事都照顧到了！

(注：其實可以將Dispose(bool disposing)方法變成虛函數，如果你的類被繼承)

至此，我們一步一步實現了最好的IDisposable方法，現在回頭去看看一開始的實現IDisposable接口教程，是不是一切的透徹了？

三、使用終結器還是Dispose方法釋放非托管資源？

其實兩種方法都可以，但是就像在一開始提到的，GC的垃圾回收時間不確定，對于那些你已經不需要的資源，還是盡快釋放比較好，不應該總等著GC的垃圾回收，而且還有一個好處是，降低GC垃圾回收的時間，提高效率。何樂而不為呢？

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。