我們在C＃中有非托管資源嗎？

Question

我和朋友討論了C＃中的托管和非托管資源。

根據我的朋友：

1.a）C＃中的每個對象都是托管對象，當我們用C＃編寫代碼時，沒有像非托管對象或資源那樣的東西。 非托管資源概念僅隨C ++一起提供。

1.b）無論我們在C ++中是托管資源還是非托管資源，我們都需要顯式釋放它。 由於我們在C＃中具有自動垃圾收集器，因此無需考慮管理資源。

據我說：

2.a）如果我們沒有非托管資源，那為什么我們需要C＃中的finalizer或Dispose方法？

2.b）垃圾收集器僅具有有關已分配內存的信息，而沒有資源狀態的信息。 因此，我們需要使用dispose方法釋放C＃中的資源。

我需要幫助來了解上述哪些參數正確，以及有關c＃中非托管資源的信息，無論它們是否存在？

提前致謝。

Answer 1

不，如果不使用非托管資源就不可能編寫C＃程序。 C＃程序不可避免地在100％非托管的操作系統上運行。 如果使用文件，則使用操作系統資源。 網絡連接。 一個線程。 控制台。 Etcetera，所有非常多的非托管資源。

但是，該事實在.NET中隱藏得很好。 框架庫為這些本機對象提供了不錯的包裝器類。 FileStream，Socket，線程，控制台等。 內存也是操作系統資源，垃圾回收器也是它的包裝器。

在所有這些資源中，只有內存資源才真正被自動管理。 他們中的其他人憑借其包裝器類獲得了一定程度的幫助。 它們的終結器是關鍵，它在調用時釋放操作系統資源。 這幾乎是自動的，垃圾回收器注意到包裝類對象不再在任何地方引用，因此它釋放它，然后終結器確保也釋放非托管資源。

通常效果很好，您通常可以在代碼中忽略這些實現細節。 許多程序員都這樣做。

不過，終結器存在問題，它們需要一段時間才能開始運行。 要啟動它們，需要進行垃圾收集，這可能需要花費幾毫秒到幾分鍾的時間。 這是不可預測的，取決於您在代碼中消耗內存的速率。 如果您不大量使用它，則會花費很長時間。

您不能總是承受這么長時間來等待釋放非托管資源。 文件是一個很好的例子。 當您打開一個文件來讀取文件中的數據時，您確實應該在完成讀取后關閉文件。 如果等到終結器完成該工作，則可能會在程序需要一段時間后再次打開文件時冒程序失敗的風險。 您可能已經通過使用FileShare打開文件將自己鎖定了。無，它也會鎖定您自己的代碼。 沒什么大不了的：讀取完成后，您可以調用Close（）關閉文件。 為確保關閉，您應該將Close（）調用放在finally塊中，以便即使代碼由於異常中止而運行。 實際上，您顯式運行終結器代碼。

更嚴重的情況是非常昂貴的操作系統資源。 位圖就是一個很好的例子，它們可能占用大量非托管內存或數據庫連接，它們的一個池默認情況下僅包含100個。 對於這些，您可以使自己處在這樣的情況下：讓終結器負責釋放資源，因為它花費的時間太長而無法工作。 在終結器可以運行之前，您的程序死於一個異常。 通常很難診斷，因為這往往僅在程序加載時才會發生。 在台式機以外的計算機上，當發生許多事情時，總是很難調試發生的問題。

.NET設計人員意識到了這一需求，並設計了IDisposable接口。 它的Dispose（）方法旨在運行通常由終結器運行的代碼，從而為您提供一種顯式釋放資源的方法，而不是等待垃圾收集器處理它的方法。 語言設計者通過在他們的語言中添加using關鍵字來趕上潮流，確保自動調用IDisposable.Dispose（）。

如上所述，在代碼中對實現IDisposable的任何對象使用using或Dispose（）是可選的，但許多.NET程序員認為這很重要。 主要是因為每個人都開始沒有它的.NET編程，而當他們的程序變大時，遲早會遇到問題。 甚至在不調用Dispose（）的類上也有規定，例如MemoryStream。 當類應該實現IDisposable但不能實現IDisposable時，這會引起精神上的痛苦，例如Thread。 或者，當一個類同時實現Dispose和Close時（沒有區別）。 為了進行比較，Java具有相同的考慮因素，但沒有IDisposable。

Answer 2

在.NET中創建的對象是托管代碼，但是您的對象可以保存對非托管資源的引用 。 垃圾收集器（GC）確保不再需要在托管堆上分配的所有內存，然后再清理它們。 但是，盡管垃圾收集器非常擅長確保內存不泄漏，但它對需要釋放的其他資源一無所知。 例如， 垃圾收集器不知道如何使用諸如CoAllocTaskMem之類的API 關閉文件句柄或如何釋放在托管堆之外分配的內存 。

管理這些類型的資源的對象必須確保在不再需要它們時將其釋放。 您可以通過重寫System.Object的Finalize方法來實現此目的，該方法使垃圾收集器知道該對象希望參與其自身的清理（在C＃中，您使用C ++析構函數語法〜MyObject，而不是直接重寫該方法）。 如果一個類具有終結器，則在收集該類型的對象之前，垃圾收集器將調用該對象的終結器，並允許其清除它可能持有的所有資源。

該系統的一個問題是，垃圾收集器無法確定性地運行，因此，在最后一次引用該對象之后，您的對象可能很長時間無法完成。 如果您的對象保留了昂貴或稀有的資源（例如數據庫連接），則可能不可接受。 例如，如果您的對象只有10個可用連接中的1個處於打開狀態，則它應盡快釋放該連接，而不是等待垃圾回收器調用finalize方法。

為此，您具有應實現的IDisposable接口。 進一步了解它。

Answer 3

a）C＃中的每個對象都是托管對象，當我們用C＃編寫代碼時，沒有像非托管對象或資源那樣的東西。 非托管資源概念僅隨C ++一起提供。

這是不正確的。 正如其他人所提到的，我們可以從C＃外部（例如COM）獲得非托管資源。

但是，當然可以在C＃中擁有“非托管資源”而無需訪問非托管代碼。 從嚴格的垃圾收集角度來看，這些資源可能不是不受管理的，但它們是開發人員必須處理的資源。 以一個線程為例：

class Foo
{
    private Thread thread = new Thread(new ThreadStart(DoLotsOfWork));
    private AutoResetEvent endThread = new AutoResetEvent(false);
    private int sum = 0;

    public Foo()
    {
        thread.Start();
    }

    public StopThread()
    {
        endThread.Set();
    }

    private void DoLotsOfWork()
    {
        while (!endThread.WaitOne(1000))
        {
            sum += 1;
        }
    }
}

static void Main(string[] args)
{
    Foo foo = new Foo();
    // Additional code...
    foo.StopThread();
}

假設其他代碼返回或引發異常。 如果您未明確調用StopThread，則執行DoLotsOfWork的線程將不會結束，並且您的進程可能不會退出。

b）無論我們在C ++中是托管資源還是非托管資源，我們都需要顯式釋放它。 由於我們在C＃中具有自動垃圾收集器，因此無需考慮管理資源。

我們絕對必須考慮使用C＃管理資源。 正如您所建議的，這就是IDisposable存在的原因。

考慮對上面的代碼進行此修改：

class Foo : IDisposable
{
    private bool disposed = false;
    private Thread thread = new Thread(new ThreadStart(DoLotsOfWork));
    private AutoResetEvent endThread = new AutoResetEvent(false);
    private int sum = 0;

    public Foo()
    {
        thread.Start();
    }

    public StopThread()
    {
        endThread.Set();
    }

    public Dispose()
    {
        this.Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
    }

    private void DoLotsOfWork()
    {
        while (!endThread.WaitOne(1000))
        {
            sum += 1;
        }
    }

    private void Dispose(bool disposing)
    {
        if (!disposed && disposing)
        {
            StopThread();
            disposed = true;
        }
    }
}

static void Main(string[] args)
{
    using (Foo foo = new Foo())
    {
        // Additional code...
    }
}

現在我們可以確定，不管附加代碼做什么，由Foo類創建的線程都將在進程退出之前停止。

Answer 4

在.net Framework下創建的所有內容都是Mananged代碼 ，因此內存僅由通過使用.net Framework Manager（按框架）創建的對象使用。

在.net框架之外創建的所有事物都是非托管代碼。

當您要釋放沉重的對象（如需要關閉文件）或使用圖形並且要釋放與其關聯的內存時，可以使用終結器或處置。可以使用此方法。

Answer 5

的確，在CLR中創建的所有對象都是由CLR管理的，因此您無需關心它們。

但是，當您開始使用CLR外部的資源（例如，COM對象或設備上的鎖）時， 您有責任釋放這些資源。 CLR無法為您完成此操作，但是提供了IDisposable接口，可讓您編寫進行清理的代碼。

Answer 6

我們確實必須處理.NET中的非托管資源。 一個很好的例子是與數據庫的連接。

我們必須顯式關閉該非托管資源。 這是為什么我們在C＃中擁有Dispose一個示例。

Answer 7

擁有非托管資源的對象將其他實體置於某種不可取的狀態（例如，使其無法用於其他目的），直到被告知不再需要該實體為止。 如果在沒有先被告知不再需要它的情況下放棄了它，那么其他實體將處於不希望的狀態。

受管資源是一個實體，它類似地將其他實體置於某種不希望的狀態，直到被告知不再需要它為止，但是如果放棄了對它的所有“故意”引用，它最終將自動清理自身。

長期對象的事件訂閱完全存在於托管代碼中，但是由於在長期對象的生存期內不會自動清除它們，因此應將其視為非托管資源。