托管和非托管资源

本文探讨了.NET Framework中托管与非托管资源的区别及其管理方式。对于托管资源,.NET Framework的垃圾回收器负责内存管理;而非托管资源则需要通过显示调用方法如Close()来释放,或通过重写Finalize()方法来进行清理。

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对于托管的资源的回收工作,是不需要人工干预回收的,而且你也无法干预他们的回收,所能够做的只是了解.net CLR如何做这些操作。也就是说对于您的应用程序创建的大多数对象,可以依靠  .NET Framework 的垃圾回收器隐式地执行所有必要的内存管理任务。

 

对于非托管资源,您在应用程序中使用完这些非托管资源之后,必须显示的释放他们,例如System.IO.StreamReader的一个文件对象,必须显示的调用对象的Close()方法关闭它,否则会占用系统的内存和资源,而且可能会出现意想不到的错误。

 

我想说到这里,一定要清楚什么是托管资源,什么是非托管资源了?

 

最常见的一类非托管资源就是包装操作系统资源的对象,例如文件,窗口或网络连接,对于这类资源虽然垃圾回收器可以跟踪封装非托管资源的对象的生存期,但它不了解具体如何清理这些资源。还好.net  Framework提供了Finalize()方法,它允许在垃圾回收器回收该类资源时,适当的清理非托管资源。如果在MSDN Library 中搜索Finalize将会发现很多类似的主题,这里列举几种常见的非托管资源:ApplicationContext,Brush,Component,ComponentDesigner,Container,Context,Cursor,FileStream,Font,Icon,Image,Matrix,Object,OdbcDataReader,OleDBDataReader
,Pen,Regex,Socket,StreamWriter,Timer,Tooltip 等等资源。可能在使用的时候很多都没有注意到!

 

关于托管资源,就不用说了撒,像简单的int,string,float,DateTime等等,.net中超过80%的资源都是托管资源。

 

非托管资源如何释放,.NET Framework 提供 Object.Finalize 方法,它允许对象在垃圾回收器回收该对象使用的内存时适当清理其非托管资源。默认情况下,Finalize 方法不执行任何操作。默认情况下,Finalize 方法不执行任何操作。如果您要让垃圾回收器在回收对象的内存之前对对象执行清理操作,您必须在类中重写 Finalize 方法。然而大家都可以发现在实际的编程中根本无法override方法Finalize(),在C#中,可以通过析构函数自动生成 Finalize 方法和对基类的 Finalize 方法的调用。

例如:

~MyClass()

{

   // Perform some cleanup operations here.

}

该代码隐式翻译为下面的代码。

protected override void Finalize()

{

   try

   {

      // Perform some cleanup operations here.

   }

   finally

   {

      base.Finalize();

   }

}

 

但是,在编程中,并不建议进行override方法Finalize(),因为,实现 Finalize 方法或析构函数对性能可能会有负面影响。一个简单的理由如下:用 Finalize 方法回收对象使用的内存需要至少两次垃圾回收,当垃圾回收器回收时,它只回收没有终结器(Finalize方法)的不可访问的内存,这时他不能回收具有终结器(Finalize方法)的不可以访问的内存。它改为将这些对象的项从终止队列中移除并将他们放置在标记为“准备终止”的对象列表中,该列表中的项指向托管堆中准备被调用其终止代码的对象,下次垃圾回收器进行回收时,就回收并释放了这些内存。


当然还有其它的影响不使用Finalize()的理由,参考后续的文章!

<think>首先,用户的问题是:“我想了解C#非托管资源托管资源的区别及使用方法请问C#托管资源与非托管资源的区别及管理方式”。我需要基于提供的引用来回答。引用的内容:-引用[1]:讨论了C#中的托管资源非托管资源,给出了一个例子,展示了如何使用IDisposable接口析构函数来管理资源。-引用[2]:解释了托管资源非托管资源的定义,以及GC(垃圾回收器)如何工作。-引用[3]:定义了托管资源非托管资源,并提到了GC的角色。-引用[4]:简要描述了托管资源非托管资源的区别。-引用[5]:讨论了Finalize方法(析构函数)用于非托管资源的管理。关键点:-**托管资源**:由CLR(公共语言运行库)管理的内存资源,例如对象、数组、字符串等。GC自动回收这些资源。-**非托管资源**:不受CLR管理,需要手动释放的资源,例如文件句柄、数据库连接、网络连接等。-**管理方式**:-对于托管资源,GC会自动回收。-对于非托管资源,必须实现IDisposable接口,并在Dispose方法中手动释放资源。析构函数(Finalize)用于在GC回收前释放非托管资源。-推荐使用Dispose模式:在Dispose方法中释放所有资源,并调用GC.SuppressFinalize来避免析构函数被调用。回答结构:-**清晰结构**:逐步解释定义、区别、管理方式。-**使用中文**:整个回答必须用中文。-**LaTeX语法**:行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$。但在这个主题中,可能不需要数学表达式,除非涉及公式。用户的问题是关于C#资源管理,所以可能没有数学公式。但系统指令说所有行内数学表达式必须用$...$,所以如果有任何变量或表达式,要用LaTeX。-**添加引用标识**:在引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。-**生成相关问题**:在回答结束时,添加相关问题部分,用“§§相关问题§§”标记。回答大纲:1.**介绍**:简述托管资源非托管资源的概念。2.**区别**:-托管资源由CLR自动管理。-非托管资源需要手动管理。3.**管理方式**:-托管资源:GC自动回收。-非托管资源:使用IDisposable接口、Dispose方法析构函数。4.**示例**:给出一个简单代码示例,展示如何实现Dispose模式。5.**总结**:强调最佳实践。6.**相关问题**:生成相关问题。相关问题生成:-基于主题,如:如何优化资源管理?GC的工作原理是什么?常见错误避免方法?确保回答真实可靠:基于提供的引用一般知识。现在,构建回答。</think>### C# 托管资源与非托管资源的区别及管理方式 在C#中,资源管理是确保应用程序高效运行的关键部分。资源分为**托管资源****非托管资源**,它们的区别主要在于是否由CLR(公共语言运行库)自动管理。下面我将逐步解释它们的定义、区别以及管理方法,帮助您深入理解。 #### 1. **托管资源与非托管资源的定义** - **托管资源**:指由CLR控制的内存资源,例如对象、数组、字符串、接口、委托等引用类型。这些资源分配在托管堆上,CLR的垃圾回收器(GC)会自动跟踪释放它们。例如: ```csharp // 托管资源示例:对象数组 object obj = new object(); int[] array = new int[10]; ``` 托管资源在GC触发时自动回收,无需手动干预[^2][^4]。 - **非托管资源**:指不受CLR直接管理的资源,通常涉及操作系统级API,例如文件句柄、数据库连接、网络连接、打印机资源或窗口句柄。这些资源不分配在托管堆上,GC无法自动释放它们。例如: ```csharp // 非托管资源示例:文件流 FileStream fileStream = new FileStream("example.txt", FileMode.Open); ``` 非托管资源必须由开发者手动释放,否则会导致资源泄漏(如内存泄漏或句柄耗尽)[^1][^3]。 #### 2. **关键区别** - **管理机制**: - 托管资源由GC自动回收:GC在内存不足时触发,扫描托管堆,释放不再被引用的对象。 - 非托管资源需要手动释放:GC可以跟踪非托管资源的生命周期,但不知道如何释放它,因此开发者必须显式调用释放方法[^2][^4]。 - **性能影响**: - 托管资源的回收是自动的,但GC操作(如内存整理)可能引起性能开销。 - 非托管资源如果未及时释放,会导致资源浪费或应用程序崩溃。 - **存储位置**: - 托管资源:分配在托管堆上。 - 非托管资源:通常通过操作系统API分配,不在托管堆上(如句柄或文件描述符)[^3][^4]。 总结区别: | 特性 | 托管资源 | 非托管资源 | |------|----------|------------| | 管理方 | CLR/GC自动管理 | 开发者手动管理 | | 示例 | 对象、数组、字符串 | 文件句柄、数据库连接 | | 回收方式 | GC自动回收 | 需实现IDisposable或析构函数 | | 风险 | 自动回收,但GC可能延迟 | 未释放时资源泄漏 | #### 3. **管理方式** 托管资源非托管资源的管理策略不同,C#提供了标准模式(如IDisposable接口)来确保安全释放。 - **托管资源的管理**: - 完全由GC处理:开发者无需额外操作。GC使用标记-清除算法,自动回收不再引用的对象。例如: ```csharp // GC自动回收托管对象 var list = new List<string>(); // 托管资源 list = null; // 当list不再被引用时,GC会在下次回收时释放它 ``` 注意:值类型(如int、DateTime)存储在栈上,方法结束时自动释放,不属于GC管理范围[^2][^4]。 - **非托管资源的管理**: - **推荐方式:实现IDisposable接口**:通过Dispose方法手动释放资源。这包括: - 在Dispose中释放非托管资源(如关闭文件句柄)。 - 同时释放托管资源(如调用其他托管对象的Dispose)。 - 调用GC.SuppressFinalize(this)避免析构函数被重复调用。 - **备用方式:析构函数(Finalize)**:用于在GC回收对象前释放非托管资源。析构函数由GC自动调用,但不保证及时性,因此应优先使用Dispose模式。 - **标准Dispose模式示例**: ```csharp public class ResourceManager : IDisposable { private IntPtr handle; // 非托管资源(句柄) private Component comp; // 托管资源 private bool isDisposed = false; // 实现IDisposable public void Dispose() { Dispose(true); // 释放所有资源 GC.SuppressFinalize(this); // 阻止GC调用析构函数 } // 析构函数(由GC调用) ~ResourceManager() { Dispose(false); // 仅释放非托管资源 } protected virtual void Dispose(bool disposing) { if (!isDisposed) { if (disposing) { comp?.Dispose(); // 释放托管资源 } CloseHandle(handle); // 释放非托管资源(假设CloseHandle是外部API) handle = IntPtr.Zero; isDisposed = true; } } } ``` 在这个模式中: - Dispose(true)由使用者调用,释放所有资源。 - Dispose(false)由析构函数调用,仅释放非托管资源。 - 使用GC.SuppressFinalize优化性能,避免不必要的析构操作[^1][^5]。 #### 4. **最佳实践** - **及时释放非托管资源**:使用using语句简化Dispose调用,确保资源及时释放。 ```csharp using (var resource = new ResourceManager()) { // 使用资源 } // 自动调用Dispose() ``` - **避免手动触发GC**:调用GC.Collect()可能导致性能问题,仅在必要时使用。 - **处理混合资源**:如果一个类同时包含托管非托管资源,必须实现完整Dispose模式,以防止泄漏[^1][^3]。 - **常见错误**:忘记释放非托管资源会导致“内存泄漏”,例如未关闭数据库连接可能耗尽连接池。 #### 总结 托管资源由CLR自动管理,而非托管资源需开发者手动释放。通过IDisposable接口Dispose模式,您可以安全管理非托管资源。GC负责托管资源回收,但对非托管资源无能为力,因此手动管理是关键[^1][^4]。在实际开发中,优先使用using语句来简化资源释放,提升应用程序可靠性。
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