史帝芬心得筆記 -- C#之資源回收

.Net framework和Java VM一樣針對一般資源會自動回收，對於 unmanaged的資源，Java會於finalize 做處理，語法上C#和C++相同，作法上則和Java相同，都是交給VM處理。事實上，C#也有個Finalize method，這個method與Java的finalize相同，於物件將被回收時會被 VM呼叫。C#的編譯器在編譯時實際上會將解構子轉換成Finalize的覆載method，如下所示。

class MyClass
{
	~MyClass() { ... }
}
會轉換成:
class MyClass
{
	protected override void Finalize()
	{
		try { ... }
		finally { base.Finalize(); }
	}
}

解構子
C#提供了與C++一樣語法的解構子，當object消失時，.Net framework 會執行解構子，我們可於此時加入程式進行資源回收，與Java相同的是，什麼時候object會消失? 這由VM決定，並非在object變成null時，VM即會立刻執行解構子並回收object。底下範例程式1.1可以看出，.Net framework 會先建構父類別再建構子類別，解構時則會以反方向，先解構子類別，再解構父類別，特別注意的是，解構子不需由程式呼叫，.Net framework會自動執行。
如果要強迫.Net framework資源回收，可以使用如範例程式1.2的方法，以GC指令強迫.Net framework資源回收，並使用WaitForPendingFinalizers method等到確實回收後再繼續執行，因為資源回收時是在另一個thread之故。
* 範例程式 1.1

using System;

namespace Garbage
{
    class Father
    {
        public Father()
        {
            Console.WriteLine("建構 Father");
        }

        ~Father()
        {
            Console.WriteLine("解構 Father");
        }
    }

    class Son : Father
    {
        public Son()
        {
            Console.WriteLine("建構 Son");
        }

        ~Son()
        {
            Console.WriteLine("解構 Son");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            Son me = new Son();
            me = null;
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }
}

* 執行結果 1.1

程式開始
建構 Father
建構 Son
程式結束
解構 Son
解構 Father

* 範例程式 1.2

using System;

namespace Garbage
{
    class Father
    {
        public Father()
        {
            Console.WriteLine("建構 Father");
        }

        ~Father()
        {
            Console.WriteLine("解構 Father");
        }
    }

    class Son : Father
    {
        public Son()
        {
            Console.WriteLine("建構 Son");
        }

        ~Son()
        {
            Console.WriteLine("解構 Son");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            Son me = new Son();
            me = null;
            GC.Collect();
            GC.WaitForPendingFinalizers();
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }
}

* 執行結果 1.2

程式開始
建構 Father
建構 Son
解構 Son
解構 Father
程式結束

實作IDisposable介面
IDisposable介面僅有一個method -- Dispose，實作IDisposable 介面後，在using中.Net framework將會自動呼叫Dispose method回收資源，如範例程式 2.1 所示。但是由執行結果2.1各位是否看出端倪? .Net framework只呼叫子類別的Dispose method 卻沒有呼叫父類別的Dispose method，所以，實作IDisposable介面時，父類別的資源回收要由子類別呼叫，請看範例程式2.2。
範例程式 2.3是讓各位了解，實作IDisposable介面在using中.Net framework會自動呼叫Dispose method進行資源回收，但是在一般狀況下並不會。需要程式自行呼叫Dispose method或是改成如範例程式 2.4所示，其中GC.SuppressFinalize(this)是通知 .Net framework不要再對這個object進行資源回收，如果不這麼做，當主程式中自行呼叫Dispose method， .Net framework又於object消失後執行解構子，會造成Dispose method重複執行。

* 範例程式 2.1

using System;

namespace Garbage2
{
    class Father : IDisposable
    {
        public Father()
        {
            Console.WriteLine("建構 Father");
        }

        public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Father");
        }
    }

    class Son : Father, IDisposable
    {
        public Son()
        {
            Console.WriteLine("建構 Son");
        }

        new public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Son");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            using (Son me = new Son())
            {
                Console.WriteLine("程式執行中");
            } 
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }
}

* 執行結果 2.1

程式開始
建構 Father
建構 Son
程式執行中
解構 Son
程式結束

* 範例程式 2.2

using System;

namespace Garbage2
{
    class Father : IDisposable
    {
        public Father()
        {
            Console.WriteLine("建構 Father");
        }

        public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Father");
        }
    }

    class Son : Father, IDisposable
    {
        public Son()
        {
            Console.WriteLine("建構 Son");
        }

        new public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Son");
            base.Dispose();
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            using (Son me = new Son())
            {
                Console.WriteLine("程式執行中");
            } 
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }
}

* 執行結果 2.2

程式開始
建構 Father
建構 Son
程式執行中
解構 Son
解構 Father
程式結束

* 範例程式 2.3 (僅有主程式，其餘請參考2.2)

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            Son me = new Son();
            me = null;
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }

* 執行結果 2.3

程式開始
建構 Father
建構 Son
程式結束

* 範例程式 2.4

using System;

namespace Garbage2
{
    class Father : IDisposable
    {
        public Father()
        {
            Console.WriteLine("建構 Father");
        }

        public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Father");
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        ~Father()
        {
            Dispose();
        }
    }

    class Son : Father, IDisposable
    {
        public Son()
        {
            Console.WriteLine("建構 Son");
        }

        new public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("解構 Son");
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        ~Son()
        {
            Dispose();
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程式開始");
            Son me = new Son();
            me = null;
            Console.WriteLine("程式結束");
        }
    }
}

* 執行結果 2.4

程式開始
建構 Father
建構 Son
程式結束
解構 Son
解構 Father