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利用C#实现标准的 Dispose模式

  本文讲解的是你在建立包含内存以外资源的类型,特别是处置非内存资源的时候,如何编写自己的资源管理代码。

  我们已经知道了处置那些占用非受控(unmanaged)资源的对象的重要性,现在应该编写资源管理代码来处置那些包含非内存资源的类型了。整个.NET框架组件都使用一个标准的模式来处理非内存资源。使用你建立的类型的用户也希望你遵循这个标准的模式。标准的处理模式的思想是这样的:当客户端记得的时候使用IDisposable接口释放你的非受控资源,当客户端忘记的时候防护性地使用终结器(finalizer)。它与垃圾收集器(Garbage Collector)一起工作,确保只在必要的时候该对象才受到与终结器相关的性能影响。这是处理非受控资源的一条很好的途径,因此我们应该彻底地认识它。

  类层次体系中的根基类(root base class)必须实现IDisposable接口以释放资源。这个类型还必须添加一个作为防御机制的终结器。所有这些程序都把释放资源的工作委托给一个虚拟的方法,衍生的类可以根据自己的资源管理需求来重载该方法。只要衍生的类必须释放自己的资源,并且它必须调用该函数的基类版本的时候,它才需要重载这个虚拟方法。

  开始的时候,如果你的类使用了非内存资源,它就必须含有一个终结器。你不能依赖客户端总是调用Dispose()方法。因为当它们忘记这样做的时候,你就面临资源泄漏的问题。没有调用Dispose是它们的问题,但是你却有过失。用于保证非内存资源被正确地释放的唯一途径是建立终结器。

  当垃圾收集器运行的时候,它立即从内存中删除所有不带终结器的垃圾对象。所有带有终结器的对象仍然存在于内存中。这些对象都被添加到终结队列,垃圾收集器引发一个新线程,周期性地在这些对象上运行终结器。在这些终结程序线程完成自己的工作之后,就可以从内存中删除垃圾对象了。需要终结的对象在内存中停留的时间比没有终结器的对象停留的时间长很多。但是你别无选择。如果要使程序有防护性,在类型包含非受控资源的时候,你必须编写一个终结器。但是也不用担心性能问题。下一步确保了客户端避免与终结相关的性能开销。
实现IDisposable接口是一种标准的途径,它通知用户和运行时系统持有资源的对象必须及时地释放。IDisposable接口仅仅包含一个方法:

public interface IDisposable
{
 void Dispose( );
}
 

  你对IDisposable.Dispose()方法的实现(implementation)负责下面四个事务:

  1、释放所有的非受控资源。

  2、释放所有的受控资源(包括未解开事件)。

  3、设置标志表明该对象已经被处理过了。你必须在自己的公共方法中检查这种状态标志并抛出ObjectDisposed异常(如果某个对象被处理过之后再次被调用的话)。

  4、禁止终结操作(finalization)。你调用GC.SuppressFinalize(this)来完成这种事务。

  通过实现IDisposable接口你完成了两个事务:你为客户端及时地释放自己持有的所有受控资源提供了机制;你为客户端提供了一种释放非受控资源的标准途径。这是一个很大的进步。当你在类型中实现了Idisposable接口的时候,客户端可以避免终结操作的开销,你的类就成为.NET世界中的"良民"了。

  但是在你建立的这种机制中仍然存在一些问题。怎样在衍生类清理自己资源的时候同时也让基类能够清理资源?如果衍生类重载了终结操作,或者添加了自己的IDisposable实现,那么这些方法必须调用基类,否则,基类就不能正确地进行清理操作。同样,finalize(终结操作)和Dispose参与分担了一些相同的职责。Finalize方法和Dispose方法的代码几乎相同。而且在重载接口函数后并不像你预料的那样工作。标准的Dispose模式中的第三个方法是一个受保护的虚拟辅助函数,它分解出这些共同的事务,并给衍生类添加一个用于释放资源的"钩子(hook)"。基类包含了核心接口的代码。作为对Dispose()或终结操作的响应,该虚拟函数为衍生类清除资源提供了"钩子":

protected virtual void Dispose( bool isDisposing );  

  这个重载的方法实现支持finalize和Dispose的必要事务,由于它是虚拟的,它为所有的衍生类提供了一个入口点。衍生类可以重载这个方法,为清除自己的资源提供适当的实现,同时还可以调用基类版本。当isDisposing为真(true)的时候,你可以清除受控和非受控资源,当isDisposing为假(false)的时候,你只能清除非受控资源。在这两种情况下,你都可以调用基类的Dispose(bool)方法,让它清除自己的资源。

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作者:陶刚编译责任编辑:方舟)

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