C#和C++的不相容；ReadFile卡死；C#資源如何立刻釋放資源__C++

問題陳述：

背景：整個程式是C#寫的，其中調用了C++寫的dll。

我這裡是在mobile系統下碰見的一個問題，就是我在C#中調用了一下C#的串口操作，也就是說new一個serialPort對象，然後對串口讀寫，最後Close掉。此時我去調用windowsApi，但不是直接調用，而是通過DllImport一個dll，這個dll是用C++寫的，而dll中有開啟相同串口和讀寫的函數，結果會卡在ReadFile這裡，就是C++裡面的介面函數。

 

問題分析：

總體感覺是C#資源沒有釋放，雖然Close了，但是資源應該沒有釋放。但是不理解的事，調用C++的CreatFile能成功，返回也有控制代碼，寫串口也能成功，就是卡在ReadFile不動了。不知道具體原因。

 

於是就查資料，關於C#資源釋放的原理：

首先說一下C#的託管

那麼.Net所指的資源託管到底是什麼意思，是相對於所有資源，還是只限於某一方面資源。很多人對此不是很瞭解，其實.Net所指的託管只是針對記憶體這一個方面，並不是對於所有的資源；因此對於Stream，資料庫的串連，GDI+的相關對象，還有Com對象等等，這些資源並不是受到.Net管理而統稱為非託管資源。而對於記憶體的釋放和回收，系統提供了GC-Garbage Collector，而至於其他資源則需要手動進行釋放。

其次什麼是垃圾

.Net類型分為兩大類，一個就是實值型別，另一個就是參考型別。前者是分配在棧上，並不需要GC回收；後者是分配在堆上，因此它的記憶體釋放和回收需要通過GC來完成。GC的全稱為“Garbage Collector”,顧名思義就是記憶體回收行程，那麼只有被稱為垃圾的對象才能被GC回收。也就是說，一個參考型別對象所佔用的記憶體需要被GC回收，需要先成為垃圾。那麼.Net如何判定一個參考型別對象是垃圾呢，.Net的判斷很簡單，只要判定此對象或者其包含的子物件沒有任何引用是有效，那麼系統就認為它是垃圾。

 

明確了這兩個基本概念，接下來說說GC的運作方式以及其的功能。記憶體的釋放和回收需要伴隨著程式的運行，因此系統為GC安排了獨立的線程。那麼GC的工作大致是，查詢記憶體中對象是否成為垃圾，然後對垃圾進行釋放和回收。那麼對於GC對於記憶體回收採取了一定的優先演算法進行輪循回收記憶體資源。其次，對於記憶體中的垃圾分為兩種，一種是需要調用對象的解構函式，另一種是不需要調用的。GC對於前者的回收需要通過兩步完成，第一步是調用對象的解構函式，第二步是回收記憶體，但是要注意這兩步不是在GC一次輪循完成，即需要兩次輪循；相對於後者，則只是回收記憶體而已。

 

那麼對於程式資源來說，我們應該做些什麼，以及如何去做，才能使程式效率最高，同時佔用資源能儘快的釋放。前面也說了，資源分為兩種，託管的記憶體資源，這是不需要我們操心的，系統已經為我們進行管理了；那麼對於非託管的資源，這裡再重申一下，就是Stream，資料庫的串連，GDI+的相關對象，還有Com對象等等這些資源，需要我們手動去釋放。

 

如何去釋放，應該把這些操作放到哪裡比較好呢。.Net提供了三種方法，也是最常見的三種，大致如下：

<!--[if !supportLists]-->1．  <!--[endif]-->解構函式；

<!--[if !supportLists]-->2．  <!--[endif]-->繼承IDisposable介面，實現Dispose方法；

<!--[if !supportLists]-->3．  <!--[endif]-->提供Close方法。

 

經過前面的介紹，可以知道解構函式只能被GC來調用的，那麼無法確定它什麼時候被調用，因此用它作為資源的釋放並不是很合理，因為資源釋放不及時；但是為了防止資源泄漏，畢竟它會被GC調用，因此解構函式可以作為一個補救方法。而Close與Dispose這兩種方法的區別在於，調用完了對象的Close方法後，此對象有可能被重新進行使用；而Dispose方法來說，此對象所佔有的資源需要被標記為無用了，也就是此對象被銷毀了，不能再被使用。例如，常見SqlConnection這個類，當調用完Close方法後，可以通過Open重新開啟資料庫連接，當徹底不用這個對象了就可以調用Dispose方法來標記此對象無用，等待GC回收。明白了這兩種方法的意思後，大家在往自己的類中添加的介面時候，不要歪曲了這兩者意思。

 

首先是這三種方法的實現，大致如下：

    /// <summary>

    /// The class to show three disposal function

    /// </summary>

    public class DisposeClass:IDisposable

    {

        public void Close()

        {

            Debug.WriteLine( "Close called!" );

        }

 

        ~DisposeClass()

        {

            Debug.WriteLine( "Destructor called!" );

        }

 

        #region IDisposable Members

 

        public void Dispose()

        {

            // TODO:  Add DisposeClass.Dispose implementation

            Debug.WriteLine( "Dispose called!" );

        }

 

        #endregion

    }

 

對於Close來說不屬於真正意義上的釋放，除了注意它需要顯示被調用外，我在此對它不多說了。而對於解構函式而言，不是在對象離開範圍後立刻被執行，只有在關閉進程或者調用GC.Collect方法的時候才被調用，參看如下的代碼運行結果。

        private void Create()

        {

            DisposeClass myClass = new DisposeClass();

        }

 

        private void CallGC()

        {

            GC.Collect();

        }

 

        // Show destructor

        Create();

        Debug.WriteLine( "After created!" );

        CallGC();

 

啟動並執行結果為：

After created!

Destructor called!

 

顯然在出了Create函數外，myClass對象的解構函式沒有被立刻調用，而是等顯示調用GC.Collect才被調用。

 

對於Dispose來說，也需要顯示的調用，但是對於繼承了IDisposable的類型對象可以使用using這個關鍵字，這樣對象的Dispose方法在出了using範圍後會被自動調用。例如：

    using( DisposeClass myClass = new DisposeClass() )

    {

        //other operation here

    }

 

如上啟動並執行結果如下：

Dispose called!

 

那麼對於如上DisposeClass類型的Dispose實現來說，事實上GC還需要調用對象的解構函式，按照前面的GC流程來說，GC對於需要調用解構函式的對象來說，至少經過兩個步驟，即首先調用對象的解構函式，其次回收記憶體。也就是說，按照上面所寫的Dispose函數，雖說被執行了，但是GC還是需要執行解構函式，那麼一個完整的Dispose函數，應該通過調用GC.SuppressFinalize(this )來告訴GC，讓它不用再調用對象的解構函式中。那麼改寫後的DisposeClass如下：

    /// <summary>

    /// The class to show three disposal function

    /// </summary>

    public class DisposeClass:IDisposable

    {

        public void Close()

        {

            Debug.WriteLine( "Close called!" );

        }

 

        ~DisposeClass()

        {

            Debug.WriteLine( "Destructor called!" );

        }

 

        #region IDisposable Members

 

        public void Dispose()

        {

            // TODO:  Add DisposeClass.Dispose implementation

            Debug.WriteLine( "Dispose called!" );

            GC.SuppressFinalize( this );

        }

 

        #endregion

    }

 

通過如下的代碼進行測試。

        private void Run()

        {

            using( DisposeClass myClass = new DisposeClass() )

            {

                //other operation here

            }

        }

 

        private void CallGC()

        {

            GC.Collect();

        }

 

        // Show destructor

        Run();

        Debug.WriteLine( "After Run!" );

        CallGC();

 

啟動並執行結果如下：

Dispose called!

After Run!

 

 

最終的解決方案就是在close後，調用GC.Collect（）方法就可以正常使用了。