你了解 C# 语言中的析构函数吗？
析构函数是一种特殊类型的方法，在对象被破坏时被调用。它们用于释放对象可能持有的未托管资源，例如文件句柄、数据库连接或未托管的内存。虽然 C# 中的垃圾回收器 （GC） 会自动管理托管对象的内存，但析构函数对于显式清理未托管的资源至关重要。
在这篇文章中，我们将讨论什么是析构函数，它们是如何工作的，以及何时使用它们。我们还将讨论在 C#/.NET 应用程序中实现析构函数的最佳实践。
什么是析构函数？
C# 中的析构函数是一种方法，当不再需要某个对象并由垃圾回收器收集时，该方法将自动调用。它允许对象在被销毁之前清理任何资源。析构函数类似于其他编程语言中的终结器。
析构函数的语法
析构函数的语法很简单。它使用波形符 （） 后跟类名进行定义。析构函数不接受参数，也不返回任何值。~
class Student
{
// Constructor
public Student()
{
// Initialization code
}
// Destructor
~Student()
{
// Cleanup code
}
}
在此代码中， 是类的析构函数。
析构函数的工作原理
当垃圾回收器确定无法再访问某个对象时，它会在回收对象使用的内存之前调用该对象的析构函数（如果已定义）。此过程是非确定性的，这意味着您无法准确预测何时调用析构函数。这取决于 GC 的日程安排。
垃圾回收器的作用
C# 依赖于垃圾回收器 （GC） 来管理内存分配和解除分配。当一个对象不再可访问时，GC 会将其视为收集对象，并最终调用其析构函数（如果有）。
此过程涉及：
- 标记：GC 标记仍在使用的所有对象。
- 扫描：然后，它扫描堆，识别未标记的对象并恢复其内存。
- 完成： 如果对象具有析构函数，则 GC 会将其添加到终止队列中，在该队列中将调用析构函数，然后再回收内存。
何时使用析构函数
虽然析构函数可能很方便，但它们的使用应仅限于特定方案，主要用于释放未托管的资源。非托管资源是 .NET 运行时不直接处理的资源，例如文件句柄、数据库连接或网络套接字。
对于托管资源，最好实现接口和方法。该方法允许确定性资源清理，使您可以控制何时释放资源。
实现 IDisposable 以实现确定性清理
下面是实现接口的类的示例：
using System;
using System.IO;
class FileHandler : IDisposable
{
private FileStream fileStream;
private StreamReader reader;
private bool disposed = false;
// Constructor
public FileHandler(string filePath)
{
fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open);
reader = new StreamReader(fileStream);
}
// Method to read a line from the file
public string ReadLine()
{
if (disposed)
throw new ObjectDisposedException("FileHandler");
return reader.ReadLine();
}
// Destructor
~FileHandler()
{
Dispose(false);
}
// Public implementation of Dispose pattern callable by consumers
public void Dispose()
{
Dispose(true);
GC.SuppressFinalize(this);
}
// Protected implementation of Dispose pattern
protected virtual void Dispose(bool disposing)
{
if (!disposed)
{
if (disposing)
{
// Free any other managed objects here.
if (reader != null)
{
reader.Close();
reader.Dispose();
}
if (fileStream != null)
{
fileStream.Close();
fileStream.Dispose();
}
}
// Free any unmanaged objects here, if any.
disposed = true;
}
}
}
解释
- 构造函数：构造函数初始化 and 以从文件中读取。
- ReadLine 方法：一种从文件中读取行的方法。它检查对象是否已被释放，如果已释放，则引发异常。
- 析构函数：析构函数 （） 调用 ，确保在对象进行垃圾回收时清理资源。
- Dispose 方法：使用者显式调用该方法以释放资源。它调用并禁止终结。
- Dispose（bool disposing） 方法：此方法执行实际清理。如果为 is，则释放托管资源（文件流和读取器）。它还设置了标志以防止多次处置。
以下是在应用程序中使用该类的方法：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// Ensure using statement to automatically call Dispose
using (var fileHandler = new FileHandler("students.txt"))
{
string line;
while ((line = fileHandler.ReadLine()) != null)
{
Console.WriteLine(line);
}
}
// FileHandler will be disposed of at the end of the using block
}
}
使用析构函数的最佳实践
- 首选 IDisposable：使用接口对资源进行确定性清理。如果未调用析构函数，则应作为释放未托管资源的回退。
- 避免繁重的逻辑：析构函数应包含最少的代码以释放资源。复杂的逻辑可能会导致性能问题。
- Suppress Finalization：如果调用了该方法，则用于阻止析构函数运行。
- 注意最终定稿延迟：仅依赖析构函数可能会导致资源发布延迟，因为无法保证定型的时间。
GC的作用。SuppressFinalize
当类实现终结器（析构函数）时，.NET 运行时会将实例添加到特殊的终结队列中。垃圾回收器 （GC） 最终将调用终结器来清理未管理的资源。但是，这为 GC 增加了额外的工作，除了正常的垃圾回收外，GC 还必须处理最终确定。
当您实现该方法以显式释放资源时，在该方法中调用会告诉 GC 它不需要为该对象调用终结器。这种优化很重要，原因如下：DisposeGC.SuppressFinalize(this)Dispose
- 性能改进：跳过终结器可以减少 GC 的工作量，因为它不再需要执行额外的步骤来完成对象。这可以提高应用程序的性能。
- 资源发布时间：通过调用和禁止终结，可以确保立即释放资源，而不是等待 GC 运行终结器，后者在不确定的时间发生。这提供了更可预测和及时的资源清理。Dispose
- 避免双重清理：如果已经清理了资源，则运行终结器是多余的，并可能导致尝试释放已释放的资源，从而可能导致错误或异常。Dispose
结论
C# 中的析构函数是清理未托管资源的重要功能，但由于其非确定性，应谨慎使用。实现接口可以更好地控制资源管理，这通常是推荐的方法。了解何时以及如何有效地使用析构函数将帮助您编写更高效、更可靠的 C# 应用程序。