Создание объектов, предусматривающих финализацию

В главе 3 говорилось о том, что главный базовый класс .NET, System.Object, определяет виртуальный метод с именем Finalize() (метод деструктора). Реализация этого метода, заданная по умолчанию, не делает ничего.

// System.Object

public class Object {

 …

 protected virtual void Finalize(){}

}

Переопределяя Finalize() в своем пользовательском классе, вы создаете программную логику "уборки", необходимую для вашего типа. Поскольку этот член определяется, как protected, непосредственно вызвать метод Finalized объекта будет невозможно, Метод Finalize () объекта вызывается сборщиком мусора перед удалением объекта из памяти (если, конечно, этот метод объектом поддерживается).

Ясно, что обращение к Finalize() происходит и в процессе "естественной" сборки мусора, и в случае программной активизации сборки мусора с помощью GC.Collect(). Кроме того, метод деструктора типа будет автоматически вызван тогда, когда выгружается из памяти домен приложения, содержащий выполняемое приложение. Вы, возможно, знаете, что домены приложений используются для размещения выполняемого компоновочного блока и необходимых для него внешних библиотек программного кода. Если вы еще не знакомы с этим понятием .NET, то всю необходимую информацию вам предоставит глава 13. Здесь главное то, что при выгрузке из памяти домена приложения среда CLR автоматически вызывает деструкторы для каждого из предусматривающих финализацию объектов, созданных в процессе выполнения программы.

Теперь, независимо от того, что может говорить вам интуиция разработчика, следует подчеркнуть, что большинству классов в C# не требуется никакой явной "уборки". Причина проста: если ваши типы используют другие управляемые объекты, то все, в конечном счете, будет обработано сборщиком мусора. Создавать класс, который должен заниматься "уборкой", вам придется только тогда, когда этот класс будет использовать неуправляемые ресурсы (например, прямой доступ к дескрипторам файлов ОС, неуправляемым базам данных или другим неуправляемым ресурсам). Вы, наверное, знаете, что неуправляемые ресурсы создаются в результате прямого вызова API операционной системы с помощью PInvoke (Platform Invocation – обращение к платформе) или с помощью некоторых довольно сложных сценариев взаимодействия COM. С учетом этого возникает следующее правило сборки мусора.

• Правило. Необходимость переопределения Finalize() может возникать только тогда, когда класс C# использует неуправляемые ресурсы посредством PInvoke или при решении сложных задач взаимодействия с COM-объектами (обычно с применением типа System.Runtime.InteropServices.Marshal).

Замечание. В главе 3 уже отмечалось, что не допускается переопредешть Finalize() с типами структуры. Теперь это совершенно ясно, поскольку структуры являются типами, характеризуемыми значениями, и они не размещаются в динамической памяти.

Переопределение System.Object.Finalize()

В тех редких случаях, когда воздается C#-класс, использующий неуправляемые ресурсы, нужно гарантировать, что соответствующая память будет обрабатываться прогнозируемым образом. Предположим, что вы создали класс MyResourceWrapper, использующий неуправляемый ресурс (каким бы этот ресурс ни был), и вы хотите переопределить Finalize(). Немного странно, но в C# вы не можете для этого использовать ключевое слово override.

public class MyResourceWrapper {

 // Ошибка компиляции!

 protected override void Finalize(){}

}

Чтобы в пользовательском типе класса переопределить метод Finalize(), вы должны использовать в C# другой синтаксис деструктора, напоминающий синтаксис деструктора в C++. Причина в том, что при обработке деструктора компилятором C# в метод Finalize() автоматически добавляются необходимые элементы инфраструктуры (что будет продемонстрировано чуть позже).

Вот пример пользовательского деструктора для MyResourceWrapper, который при вызове генерирует системный сигнал. Ясно, что это сделано исключительно для примера. Настоящий деструктор должен только освобождать неуправляемые ресурсы, а не взаимодействовать с членами других управляемых o6ъeктов, поскольку вы не можете гарантировать, что эти объекты будут существовать в тот момент, когда сборщик мусора вызовет ваш метод Finalize().

// Переопределение System.Object.Finalize() с использованием

// синтаксиса деструктора.

class MyResourceWrapper {

 ~MyResourceWrapper() {

  // Освобождение неуправляемых ресурсов.

  // Завершающий сигнал (только для примера!)

  Console.Веер();

 }

}

Если рассмотреть этот деструктор с помощью ildasm.exe, вы увидите, что компилятор добавляет программный код контроля ошибок. Программный код вашего метода Finаlize() помещается в рамки блока try. Это делается для выявления операторов, которые во время выполнения могут сгенерировать ошибку (что формально называется исключительной ситуацией или исключением). Соответствующий блок finally гарантирует, что метод Finalize() класса будет выполнен независимо от исключений, которые могут возникать в рамках try. Формальности структурированной обработки исключений будут рассмотрены в следующей главе, а пока что проанализируйте следующее CIL-представление деструктора для C#-класса MyResourceWrapper.

.method family hidebysig virtual instance void Finalize() cil managed {

 // Code size 13 (0xd)

 .maxstack 1

 .try {

  IL_0000: ldc.i4 0x4e20

  IL_0005: ldc.i4 0x3e8

  IL 000a: call void [mscorlib]System.Console::Beep(int32, int32)

  IL_000f: nop

  IL_0010: nop

  IL_0011: leave.s IL_001b

 } // end.try

 finally {

  IL_0013: ldarg.0

  IL_0014: call instance void [mscorlib]System.Object::Finalize()

  IL_0019: nop

  IL_001a: endfinally

 } // end handler

 IL_001b: nop

 IL_001c: ret

} // end of method MyResourceWrapper::Finalize

При тестировании типа MyResourceWrapper вы обнаружите, что завершение работы приложения сопровождается системным звуковым сигналом, поскольку среда CLR автоматически вызывает деструкторы объектов при освобождении доменов приложений.

static void Main(string[] args) {

 Console.WriteLine("***** Забавы с деструкторами *****\n");

 Console.WriteLine("Нажмите клавишу ввода для завершения работы");

 Console.WriteLine("и вызова Finalize() сборщиком мусора");

 Console.WriteLine("для объектов, предусматривающих финализацию.");

 Console.ReadLine();

 MyResourceWrapper rw = new MyResourceWrapper();

}

Исходный код. Проект SimpleFinalize размещен в подкаталоге, соответствующем главе 5.