[编程基础]c#托管资源和非托管资源

前言

GC（垃圾回收）实现的时候，对引用资源管理都是对托管资源的管理，而在c#中还有一些非托管资源，现在简单讲下，两者的区别，和对非托管资源是怎么释放内存的。

托管资源

.NET中的类型都是从System.Object类型派生出来的。
分为两大类：
引用类型（reference type），分配在内存堆上。
值类型（value type），分配在堆栈上。

分配内存

值类型在栈里，先进后出，值类型变量的生命有先有后，这个确保了值类型变量在退出作用域以前会释放资源。比引用类型更简单和高效。堆栈是从高地址往低地址分配内存。
引用类型分配在托管堆上，声明一个变量在栈上保存，当实例化一个对象的时候，会把对象的地址存储在这个变量里。托管堆相反，从低地址往高地址分配内存。
初始化新进程的时候，CLR会为进程保留一个连续的地址空间区域。这个保留的地址空间被称为托管堆。托管堆维护着一个指针，用它指向将在堆中分配的下一个对象的地址。一开始该指针指向托管堆的基址。托管堆上包含了所有的引用类型。从托管堆中分配内存要比非托管内存分配速度快。由于CLR通过为指针添加值来为对象分配内存，所以这几乎和从堆栈中分配内存一样快。另外由于连续分配的新对象在托管堆中是连续存储，所以应用程序可以快速访问这些对象。

释放内存

这个就是GC所做的事情了，参考c#GC。

非托管资源

应用使用完非托管资源后，必须要显式释放这些资源。最常见的非托管资源类型是包装操作系统资源的对象。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，但是无法了解如何发布并清理这些非托管资源。所以清理需要做以下操作：

• 实现清理模式：需要提供IDisposable.Dispose实现以启用非托管资源的确定性释放。当不再需要此对象时，类型使用者可以调用Dispose。Dispose方法立即释放非托管资源。

• 在类型使用者忘记调用Dispose的情况下，准备释放非托管资源。有两种方法可实现此目的：

  • 使用安全句柄包装非托管资源。安全句柄派生自System.Runtime.InteropServices.SafeHandle类并包含可靠的Finalize方法。在使用安全句柄时，只需要实现IDisposable接口并在Dispose实现中调用安全句柄的IDisposable.Dispose方法。如果未调用安全句柄Dispose方法，则垃圾回收器将自动调用安全句柄的终结器。
    或
  • 重写Object.Finalize方法。当类型使用者无法调用IDisposable.Dispose以确定性地释放非托管资源时，终止会启动对非托管资源的非确定性释放。

然后，类型使用者可直接调用IDisposable.Dispose实现以释放非托管资源使用的内存。在正确实现Dispose方法时，安全句柄的Finalize方法或Object.Finalize方法的重写会在未调用Dispose方法的情况下阻止清理资源。