简介
"终结"一般被分为确定性终结(显示清除)与非确定性终结(隐式清除)
确定性终结主要
提供给开发人员一个显式清理的方法,比如try-finally,using。非确定性终结主要
提供一个注册的入口,只知道会执行,但不清楚什么时候执行。比如IDisposable,析构函数。
为什么需要终结机制?
首先纠正一个观念,终结机制不等于垃圾回收。它只是代表当某个对象不再需要时,我们顺带要执行一些操作。更加像是附加了一种event事件。
所以网络上有一种说法,IDisposable是为了释放内存。这个观念并不准确。应该形容为一种兜底更为贴切。
如果是一个完全使用托管代码的场景,整个对象图由GC管理,那确实不需要。在托管环境中,终结机制主要用于处理对象所持有的,不被GC和runtime管理的资源。
比如HttpClient,如果没有终结机制,那么当对象被释放时,GC并不知道该对象持有了非托管资源(句柄),导致底层了socket连接永远不会被释放。
如前所述,终结器不一定非得跟非托管资源相关。它的本质是”对象不可到达后的do something“.
比如你想收集对象的创建与删除,可以将记录代码写在构造函数与终结器中
终结机制的源码
可以看到,C#的析构函数只是一种语法糖。IL重写了System.Object.Finalize方法。在底层的汇编中,直接调用的就是Finalize()
终结的流程
补充一个细节,实际上f-reachable queue 内部还分为Critical/Normal两个区间,其区别在于是否继承自CriticalFinalizerObject。
目的是为了保证,即使在AppDomain或线程被强行中断的情况下,也一定会执行。
一般也很少直接继承CriticalFinalizerObject,更常见是选择继承SafeHandle.
不过在.net core中区别不大,因为.net core不支持终止线程,也不支持卸载AppDomain。
眼见为实
使用windbg看一下底层。
1. 创建Person对象,是否自动进入finalize queue?
可以看到,当new obj 时,finalize queue中已经有了Person对象的析构函数
2. GC开始后,是否移动到F-Reachable queue?
可以看到代码中创建的1000个Person的析构函数已经进入了F-Reachable queue
sosex !finq/!frq 指令同样可以输出
3. 析构对象是否被"复活"?
GC发生前,在TestFinalize方法中创建了两个变量,person=0x02a724c0,personNoFinalize=0x02a724cc。
可以看到所属代都为0,且托管堆中都能找到它们。
GC发生后
可以看到,Person2对象因为被回收而在托管堆中找不到了,Person对象因为还未执行析构函数,所以还存在gcroot 。因此并未被回收,且内存代从0代提升到1代
4. 终结线程是否执行,是否被移出F-Reachable queue
在GC将托管线程从挂起到恢复正常后,且F-Reachable queue 有值时,终结线程将乱序执行。
并将它们移出队列
5. 析构函数的对象是否在第二次GC中释放?
等到第二次GC发生后,由于对象析构函数已经被执行,不再拥有gcroot,所以托管堆最终释放了该对象,
6. 析构函数如果没有及时执行完成,又触发了一次GC。会不会再次升代?
答案是肯定的
Finaze Queue/F-Reachable Queue 底层结构
眼见为实
每个不同的代,维护在不同的内存地址中,但彼此之间的内存地址又紧密联系在一起。
与GC代优点细微区别的是,没有LOH概念,大对象分配在0代中。Person3对象是一个 new byte[8500000]。其他行为与GC代保持一致
终结的开销
如果一个类型具有终结器,将使用慢速分支执行分配操作
且在分配时还需要额外进入finalize queue而引入的额外开销终结器对象至少要经历2次GC才能够被真正释放
至少两次,可能更多。终结线程不一定能在两次GC之间处理完所有析构函数。此时对象从1代升级到2代,2代对象触发GC的频率更低。导致对象不能及时被释放(析构函数已经执行完毕,但是对象本身等了很久才被释放)。对象升代/降代时,finalize queue也要重复调整
与GC分代一样,也分为3个代和LOH。当一个对象在GC代中移动时,对象地址也需要也需要在finalization queue移动到对应的代中.
由于finalize queue与f-reachable queue 底层由同一个数组管理,且元素之间并没有留空。所以升代/降代时,与GC代不同,GC代可以见缝插针的安置对象,而finalize则是在对应的代末尾插入,并将后面所有对象右移一个位置
眼见为实
非常明显的差距,无需解释。
总结
使用终结器是比较棘手且不完全可靠。因此最好避免使用它。只有当开发人员没有其他办法(IDisposable)来释放资源时,才应该把终结器作为最后的兜底。
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