正确实现 IDisposable

 .NET中用于释放对象资源的接口是IDisposable，但是这个接口的实现还是比较有讲究的，此外还有Finalize和Close两个函数。



public class Foo: IDisposable
{
public void Dispose()
{
Dispose(true);
GC.SuppressFinalize(this);
}

protected virtual void Dispose(bool disposing)
{
if (!m_disposed)
{
if (disposing)
{
// Release managed resources
}

// Release unmanaged resources

m_disposed = true;
}
}

~Foo()
{
Dispose(false);
}

private bool m_disposed;
}

在.NET的对象中实际上有两个用于释放资源的函数：Dispose和Finalize。Finalize的目的是用于释放非托管的资源，而Dispose是用于释放所有资源，包括托管的和非托管的。



在这个模式中，void Dispose(bool disposing)函数通过一个disposing参数来区别当前是否是被Dispose()调用。如果是被Dispose()调用，那么需要同时释放托管和非托管的资源。如果是被~Foo()（也就是C#的Finalize()）调用了，那么只需要释放非托管的资源即可。



这是因为，Dispose()函数是被其它代码显式调用并要求释放资源的，而Finalize是被GC调用的。在GC调用的时候Foo所引用的其它托管对象可能还不需要被销毁，并且即使要销毁，也会由GC来调用。因此在Finalize中只需要释放非托管资源即可。另外一方面，由于在Dispose()中已经释放了托管和非托管的资源，因此在对象被GC回收时再次调用Finalize是没有必要的，所以在Dispose()中调用GC.SuppressFinalize(this)避免重复调用Finalize。



然而，即使重复调用Finalize和Dispose也是不存在问题的，因为有变量m_disposed的存在，资源只会被释放一次，多余的调用会被忽略过去。



因此，上面的模式保证了：



1、 Finalize只释放非托管资源；

2、 Dispose释放托管和非托管资源；

3、 重复调用Finalize和Dispose是没有问题的；

4、 Finalize和Dispose共享相同的资源释放策略，因此他们之间也是没有冲突的。



在C#中，这个模式需要显式地实现，其中C#的~Foo()函数代表了Finalize()。而在C++/CLI中，这个模式是自动实现的，C++的类析构函数则是不一样的。



按照C++语义，析构函数在超出作用域，或者delete的时候被调用。在Managed C++（即.NET 1.1中的托管C++）中，析构函数相当于CLR中的Finalize()方法，在垃圾收集的时候由GC调用，因此，调用的时机是不明确的。在.NET 2.0的C++/CLI中，析构函数的语义被修改为等价与Dispose()方法，这就隐含了两件事情：



1、 所有的C++/CLI中的CLR类都实现了接口IDisposable，因此在C#中可以用using关键字来访问这个类的实例。

2、 析构函数不再等价于Finalize()了。



对于第一点，这是一件好事，我认为在语义上Dispose()更加接近于C++析构函数。对于第二点，Microsoft进行了一次扩展，做法是引入了“！”函数，如下所示：

1 public ref class Foo
2 {
3 public:
4 Foo();
5 ~Foo(); // destructor
6 !Foo(); // finalizer
7 };
8


“！”函数（我实在不知道应该怎么称呼它）取代原来Managed C++中的Finalize()被GC调用。MSDN建议，为了减少代码的重复，可以写这样的代码：

1 ~Foo()
2 {
3 //释放托管的资源
4 this->!Foo();
5 }
6
7 !Foo()
8 {
9 //释放非托管的资源
10 }
11


对于上面这个类，实际上C++/CLI生成对应的C#代码是这样的：




1 public class Foo
2 {
3 private void !Foo()
4 {
5 // 释放非托管的资源
6 }
7
8 private void ~Foo()
9 {
10 // 释放托管的资源
11 !Foo();
12 }
13
14 public Foo()
15 {
16 }
17
18 public void Dispose()
19 {
20 Dispose(true);
21 GC.SuppressFinalize(this);
22 }
23
24 protected virtual void Dispose(bool disposing)
25 {
26 if (disposing)
27 {
28 ~Foo();
29 }
30 else
31 {
32 try
33 {
34 !Foo();
35 }
36 finally
37 {
38 base.Finalize();
39 }
40 }
41 }
42
43 protected void Finalize()
44 {
45 Dispose(false);
46 }
47 }
48


由于~Foo()和!Foo()不会被重复调用（至少MS这样认为），因此在这段代码中没有和前面m_disposed相同的变量，但是基本的结构是一样的。



并且，可以看到实际上并不是~Foo()和!Foo()就是Dispose和Finalize，而是C++/CLI编译器生成了两个Dispose和Finalize函数，并在合适的时候调用它们。C++/CLI其实已经做了很多工作，但是唯一的一个问题就是依赖于用户在~Foo()中调用!Foo()。



关于资源释放，最后一点需要提的是Close函数。在语义上它和Dispose很类似，按照MSDN的说法，提供这个函数是为了让用户感觉舒服一点，因为对于某些对象，例如文件，用户更加习惯调用Close()。