C#内存分配

一 内存分配

C#中的数据类型分为值类型 (Value type) 和引用类型(reference type)。

值 类 型： 所有的值类型都集成自 System.ValueType 上，除非加声明?否则不可为null，保存在 栈（Stack，先进后出）上，常见的值类型有：整形、浮点型、bool、枚举等。

引用类型：所有引用类型都继承自System.Object 上，引用类型保存在 托管堆Heap上，常见的类型有：数组、字符串、接口、委托、object等。

拆箱和装箱：引用类型和值类型的相互转换叫做拆装箱操作。

拆箱：拆箱就是将一个引用型对象转换成任意值型！比如：

int i=0;

System.Object obj=i;

int j=(int)obj;

装箱：装箱就是隐式的将一个值型转换为引用型对象。比如：

int i=0;

Syste.Object obj=i;

二 垃圾回收机制 GC

1 托管资源与非托管资源

GC自动垃圾回收主要是指保存在Heap上的资源，.NET的GC机制有这样两个问题：

　1） GC并不是能释放所有的资源。它不能自动释放非托管资源。

　2） GC并不是实时性的，这将会造成系统性能上的瓶颈和不确定性。

　　GC并不是实时性的，这会造成系统性能上的瓶颈和不确定性。所以有了IDisposable接口，IDisposable接口定义了Dispose方法，这个方法用来供程序员显式调用以释放非托管资源。使用using语句可以简化资源管理。

　　托管资源 ：托管资源指的是.NET可以自动进行回收的资源，主要是指托管堆上分配的内存资源。托管资源的回收工作是不需要人工干预的，有.NET运行库在合适调用垃圾回收器进行回收。

　　非托管资源：非托管资源指的是.NET不知道如何回收的资源，最常见的一类非托管资源是包装操作系统资源的对象，例如文件，窗口，网络连接，数据库连接，画刷，图标 等。这类资源，

垃圾回收器在清理的时候会调用Object.Finalize()方法。默认情况下，方法是空的，对于非托管对象，需要在此方法中编写回收非托管资源的代码，以便垃圾回收器正确回收资源。

总结：托管资源是释放由GC来完成，不一定马上回收，一般是系统感觉内存吃紧，会进行紧急回收资源。一个对象想成为被回收，首先需要成为垃圾，GC是通过判断对象及其子对象有没有指向有效的引用，如果没有，GC就认为它是垃圾。垃圾回收机制通过一定的算法得到哪些没有被被引用、或者不再调用的资源，当这些垃圾达到一定的数量时，回启动垃圾回收机制，GC回收实际上是调用了析构函数。

2 垃圾回收算法

大多数CLI使用的是generational, compacting, mark-and-sweep的回收算法：

generational ： 经历过垃圾回收且存活下来的对象，更晚地被清理掉。

compacting ： 将被回收的对象会被压缩到一起，确保没有脏空间。使用压缩机制使得新对象能快的实例化，而不需要搜索内存找分配空间，同时降低了分页的概率，因为同一页能存储更多对象。另外，垃圾回收会考虑到机器资源，当计算机内存余量较大时很少清理资源。

mark-and-sweep ： 每次执行辣鸡回收的时候，都会标记出将要回收的对象。

垃圾回收时对象一共有三代 ：0，1，2。每一代都有自己的内存预算，空间不足的时候会调用垃圾回收。为了提高性能都是按代回收，第0代超预算之后就回收第0代的对象，而存活下来的对象就提升为第1代，依次类推，而往往经过多次0代的垃圾回收才能回收一次第1代。

GC进行垃圾回收是系统决定的，下面是进行强制回收的执行代码（非特殊情况下不要使用此方法，会影响系统效率，削弱垃圾回收器中优化引擎的作用，而垃圾回收器可以确定运行垃圾回收的最佳时间）

//对所有代进行垃圾回收。

GC.Collect();

//对指定的代进行垃圾回收。

GC.Collect(int generation);

//强制在 System.GCCollectionMode 值所指定的时间对零代到指定代进行垃圾回收。

GC.Collect(int generation, GCCollectionMode mode);

3 非托管资源的释放

定义一个类时，可以使用两种不同的机制类释放非托管资源，这两种机制有时候放在一起使用。

1）声明析构函数（终结器），作为类的成员

构造函数可以在创建对象实例的时候执行某些操作，析构函数正好相反是资源创建以后被系统回收的时候执行的操作，垃圾回收器在回收对象之前会调用析构函数，所以在函数代码块中可以写释放非托管资源的代码。析构函数没有返回值，没有参数，没有修饰符。

public class AA

{

~AA()

{

//析构函数语法

}

}

析构函数会被编辑器翻译成下面的代码：

protected override void Finalize()

{

try

{

// Cleanup statements...

}

finally

{

base.Finalize();

}

}

最终析构函数会被翻译成上面的代码块，重写基类的Finalize()方法，然后最终调用 Base.Finalize()方法。

注意！大量的使用析构函数会影响效率！带有析构函数的对象会被系统执行两次才会被释放掉。GC执行释放资源时，没有析构函数的资源会被直接释放掉，假如目标对象有析构函数，会被先放进一个叫做“终结队列”的

项中去，然后系统调用另一个高优先级线程来执行 Finalize()方法，GC继续回收其它对象。等方法执行完以后会将对象从终结队列中清除出去，此时对象才是真正意义上的垃圾。等GC执行资源回收的时候，才回释放掉终结队列里面的对象。

总结：

托管堆中内存的释放和析构函数的执行分别属于两个不同的线程。

带有析构函数的对象其生命周期会变长，由上知会进行两次垃圾回收处理才能被释放，如此一来将导致程序性能的下降。

若一个对象引用了其他对象时，当此对象不能够被释放时，则其引用对象也就无法进行内存的释放，也就意味着带有析构函数的对象和其引用对象将从第0代提升到第一代，毫无疑问将影响程序的性能。

综上所述，建议是不要实现其析构函数，这将大大降低程序的性能。

2、在类中实现 System.IDisposable 接口

实现IDisposable接口来显示释放系统资源

① 当我们显示调用Dispose()方法以后，会执行释放费托管资源的操作，然后disposedValue会为Flase，所以我们多次调用也没有关系。Dispose()调用执行完以后，执行GC.SuppressFinalize(this)（告诉GC不再执行终结器操作） 代码

② 如果我们不调用 Diapose（）方法，系统会调用使用终结器操作，最后也是释放非托管资源。

从例子可以看出，对于手动回收(disposing为true)，除了非托管资源，还可以通知其他托管对象Dispose()，因为这时候内部的托管对象肯定没回收。而到了自动回收，就不能通知其他托管对象了，因为垃圾回收可能已经把他们回收了，而且垃圾回收会自动回收他们，也不用你通知了。

总结：

当释放非托管资源时我们应该显式的去实现Dipose()方法或者Close()方法，但是万一我们忘记显式去调用方法，此时还有一条退路，CLR会自动调用Finalize()方法，很显然调用Finalize()方法会大大降低程序的性能，没关系，上述释放模式关键的一点是通过手动释放调用Dispose()方法可以阻止Finalize()方法的调用，换言之，上述通过手动释放既释放了非托管资源又加快了程序运行的速度，毫无疑问，这是一种完美的解决方案。

1、Finalize是系统决定执行的，我们无法干涉。Dispose是可以我们调用来释放的。

2、Finalize只能释放非托管资源，Dispose既可以释放托管资源也可以释放非托管资源。