C#中的数据类型

C#中的所有类型都是（直接或间接）从System.Object类型派生的。
C#的类型被分成两大类——引用类型（reference type），分配在内存堆上；值类型（value type），分配在堆栈上。如图：

数据类型.png

值类型在栈里，先进后出，值类型变量的生命有先后顺序，这个确保了值类型变量在退出作用域以前会释放资源。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(Managed Heap)上，声明一个变量在栈上保存，当使用new创建对象时，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，如图：

引用类型.png

托管资源

托管资源指的是.NET可以自动进行回收的资源，被CLR控制的内存资源，这些资源的管理可以由CLR来控制，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，由.NET运行库在合适调用垃圾回收器进行回收。
托管资源:从文字上看就是托付给别人管理，就像.NET的CLR，java的jvm。
.NET中超过80%的资源都是托管资源。

非托管资源

非托管资源指的是.NET不知道如何回收的资源，是CLR不能控制或者管理的部分，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。
ApplicationContext, Brush, Component, ComponentDesigner, Container, Context, Cursor, FileStream, Font, Icon, Image, Matrix, Object, OdbcDataReader, OleDBDataReader, Pen, Regex, Socket, StreamWriter, Timer, Tooltip, 文件句柄, GDI资源, 数据库连接等等资源，这些都是非托管资源

这些资源一般情况下不存在于托管堆中。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。但在.NET中，Object.Finalize()方法是无法重载的，编译器是根据类的析构函数来自动生成Object.Finalize()方法的，所以对于包含非托管资源的类，可以将释放非托管资源的代码放在析构函数。

⚠️ 不能在析构函数中释放托管资源，因为析构函数是有垃圾回收器调用的，可能在析构函数调用之前，类包含的托管资源已经被回收了，从而导致无法预知的结果。

IDisposable接口

如果按照上面做法，非托管资源也能够由垃圾回收器进行回收，但是非托管资源一般是有限的，比较宝贵的，而垃圾回收器是由CRL自动调用的，这样就无法保证及时的释放掉非托管资源，因此定义了一个Dispose()方法，让使用者能够手动的释放非托管资源。

Dispose()方法释放类的托管资源和非托管资源，使用者手动调用此方法后，垃圾回收器不会对此类实例再次进行回收。
Dispose()方法是由使用者调用的，在调用时，类的托管资源和非托管资源肯定都未被回收，所以可以同时回收两种资源。
如果我们不想为一个类型实现Dispose方法，但我们想让它自动的释放非托管资源。那么就如上文所说，将释放非托管资源的代码放在析构函数。

Microsoft为非托管资源的回收专门定义了一个接口：IDisposable，接口中只包含一个Dispose()方法。任何包含非托管资源的类，都应该继承此接口。

在一个包含非托管资源的类中，关于资源释放的标准做法是：
1）继承IDisposable接口；
2）实现Dispose()方法，在其中释放托管资源和非托管资源，并将对象本身从垃圾回收器中移除（垃圾回收器不在回收此资源）；
3）实现类析构函数，在其中释放非托管资源。
只要按照上面要求的步骤编写代码，该类就属于资源安全的类。

解释：在使用时，显示调用Dispose()方法，可以及时的释放资源，同时通过移除Finalize()方法的执行，提高了性能；如果没有显示调用Dispose()方法，垃圾回收器也可以通过析构函数来释放非托管资源，垃圾回收器本身就具有回收托管资源的功能，从而保证资源的正常释放，只不过由垃圾回收器回收会导致非托管资源的未及时释放的浪费。

⚠️在.NET中应该尽可能的少用析构函数释放资源。在没有析构函数的对象在垃圾处理器一次处理中从内存删除，但有析构函数的对象，需要两次，第一次调用析构函数，第二次删除对象。而且在析构函数中包含大量的释放资源代码，会降低垃圾回收器的工作效率，影响性能。所以对于包含非托管资源的对象，最好及时的调用Dispose()方法来回收资源，而不是依赖垃圾回收器。

附上MSDN的代码，大家可以参考。

public class BaseResource : IDisposable
{
    // 指向外部非托管资源
    private IntPtr handle;
    // 此类使用的其它托管资源.
    private Component Components;
    // 跟踪是否调用.Dispose方法，标识位，控制垃圾收集器的行为
    private bool disposed = false;
    // 构造函数
    public BaseResource()
    {
        // Insert appropriate constructor code here.
    }
    // 实现接口IDisposable.
    // 不能声明为虚方法virtual.
    // 子类不能重写这个方法.
    public void Dispose()
    {
        Dispose(true);
        // 离开终结队列Finalization queue
        // 设置对象的阻止终结器代码
        GC.SuppressFinalize(this);
    }
    // Dispose(bool disposing) 执行分两种不同的情况.
    // 如果disposing 等于 true, 方法已经被调用
    // 或者间接被用户代码调用. 托管和非托管的代码都能被释放
    // 如果disposing 等于false, 方法已经被终结器 finalizer 从内部调用过，
    // 你就不能在引用其他对象，只有非托管资源可以被释放。
    protected virtual void Dispose(bool disposing)
    {
        // 检查Dispose 是否被调用过.
        if (!this.disposed)
        {
            // 如果等于true, 释放所有托管和非托管资源
            if (disposing)
            {
                // 释放托管资源.
                Components.Dispose();
            }
            // 释放非托管资源，如果disposing为 false,
            // 只会执行下面的代码.
            CloseHandle(handle);
            handle = IntPtr.Zero;
            // 注意这里是非线程安全的.
            // 在托管资源释放以后可以启动其它线程销毁对象，
            // 但是在disposed标记设置为true前
            // 如果线程安全是必须的，客户端必须实现。
        }
        disposed = true;
    }
    // 使用interop 调用方法
    // 清除非托管资源.
    [System.Runtime.InteropServices.DllImport("Kernel32")]
    private extern static Boolean CloseHandle(IntPtr handle);
    // 使用C# 析构函数来实现终结器代码
    // 这个只在Dispose方法没被调用的前提下，才能调用执行。
    // 如果你给基类终结的机会.
    // 不要给子类提供析构函数.
    ~BaseResource()
    {
        // 不要重复创建清理的代码.
        // 基于可靠性和可维护性考虑，调用Dispose(false) 是最佳的方式
        Dispose(false);
    }
    // 允许你多次调用Dispose方法,
    // 但是会抛出异常如果对象已经释放。
    // 不论你什么时间处理对象都会核查对象的是否释放,
    // check to see if it has been disposed.
    public void DoSomething()
    {
        if (this.disposed)
        {
            thrownew ObjectDisposedException();
        }
    }
    // 不要设置方法为virtual.
    // 继承类不允许重写这个方法
    public void Close()
    {
        // 无参数调用Dispose参数.
        Dispose();
    }
    public static void Main()
    {
        // Insert code here to create
        // and use a BaseResource object.
    }
}

.NET Framework的System.GC类提供了控制Finalize的两个方法，ReRegisterForFinalize和SuppressFinalize。前者是请求系统完成对象的Finalize方法，后者是请求系统不要完成对象的Finalize方法。当你用Dispose方法释放未托管对象的时候，应该调用GC.SuppressFinalize。GC.SuppressFinalize会阻止GC调用Finalize方法。因为Finalize方法的调用会牺牲部分性能。如果你的Dispose方法已经对委托管资源作了清理，就没必要让GC再调用对象的Finalize方法(MSDN)。

析构函数只能由垃圾回收器调用。
Despose()方法只能由类的使用者调用。

在C#中，凡是继承了IDisposable接口的类，都可以使用using语句，从而在超出作用域后，让系统自动调用Dispose()方法。一个资源安全的类，都实现了IDisposable接口和析构函数。提供手动释放资源和系统自动释放资源的双保险。

C#之托管与非托管资源

C#之托管与非托管资源

C#中的数据类型

托管资源

非托管资源

IDisposable接口