《Effective C#》讀書筆記——條目16:避免建立非必要的對象

　　我們知道：C#是一門虛擬機器語言，C#編譯器首先將C#代碼編譯成IL代碼，運行程式時CLR(Common Language Runtime，通用語言執行平台)通過調用JIT(just-in-time Compiler，即時編譯器)來將IL代動態即時編譯成可執行檔機器碼。GC(Garbage Collector，垃圾收集器)自動為我們的應用程式進行記憶體管理的分配和釋放，(具體參見：瞭解.NET 記憶體管理機制)，以一種高效的方式來移除記憶體中的垃圾對象，不過不管有多高效，分配和銷毀在堆上的對象總會花費掉時間。

　　如果我們在一個方法中建立了過多的引用對象，會對應用程式的效能產生嚴重的影響。因此我們應該遵守下面的一些規則，可以盡量的降低GC的工作量。

 

閱讀目錄：

　　　　　　1.將常用的局部變數提升為成員變數

　　　　　　2.為常用的類型執行個體提供靜態對象

　　　　　　3.為不可變類型提供可變的建立對象

　　　　　　小節

 

1.將常用的局部變數提升為成員變數

 　　所有的參考型別，包括那些局部變數，都會分配到堆上。在函數退出後，函數內的所有局部變數都會立即變成垃圾對象。所以我們可以得出結論：

若是某個參考型別(實值型別無所謂)的局部變數用於被頻繁調用的常式中，那麼應該將其提升為成員變數。這既有助於減輕GC的負擔，也可以提升程式啟動並執行效率。

 在GUI編程中一個常見的錯誤就是：在表單的Paint處理函數中建立GDI(Graphics Device Interface,圖形裝置介面)對象，如下：

1         protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)2         {3             using (Font myFont = new Font("Arial", 10.0f))4             {5                 e.Graphics.DrawString(DateTime.Now.ToString(), myFont, Brushes.Black, new Point(0, 0));6             }7             base.OnPaint(e);8         }

 

OnPaint()將會被非常頻繁的調用，每次調用都會建立一個Font對象，而包含的內容完全和上一次一樣。所以GC需要每次都為你清掃這些垃圾，嚴重影響了應用程式的效率。其實我們完全可以將Font對象提升為成員變數，是每次表單重繪時能夠重用該Font對象：

1         private readonly Font myFont = new Font("Arial", 10.0f);2 3         protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)4         {5                 e.Graphics.DrawString(DateTime.Now.ToString(), myFont, Brushes.Black, new Point(0, 0));6 7                 base.OnPaint(e);8         }

 將常用的局部變數提升為成員變數之後，程式無需每次重繪時產生垃圾對象，減輕了GC的負擔，也提升了程式的效率。不過這裡有一個小小的限制：將實現了IDisposable介面的局部變數提升為成員變數，那麼這個成員變數依附類本身也需要實現IDisposable介面。

 

2.為常用的類型執行個體提供靜態對象

　　靜態成員變數可以讓參考型別在類的各個執行個體中共用。我們可以通過提供了一個類，存放某個類型常用的執行個體的單例對象，這樣可以避免建立重複的對象。.NET Framework 的類庫中就有很多這樣的做法：Brushes類包含了一系列的靜態Brush對象，每個都包含了一種常用的顏色。它們的簡要實現如下：

 1         private static Brush blackBrush; 2         public static Brush Black 3         { 4             get 5             { 6                 if (blackBrush == null) 7                     blackBrush = new SolidBrush(Color.Black); 8                 return blackBrush; 9             }10         }

在第一次請求黑色畫刷時，Brushes將建立一個執行個體，隨意Brushes類將保留該執行個體的引用，並在後續的請求時直接返回同一個控制代碼。也就是說我們只建立了一個黑色畫刷，然後一直重用這個對象。至於其他的例如：紅色的畫刷，如果應用程式沒有使用這個資源那麼該對象也不會被分配。.NET 提供的這種方式能夠在滿足需求的前提下儘可能的少建立對象，我們在自己的應用程式中也應該這樣做。

 

3.為不可變類型提供可變的建立對象

　　System.String類型時一個不可變類型：即在構造一個字串對象後，其內容不能被修改。如果對一個字串進行修改時，實際上時建立了一個新的字串對象，從前的字串對象也就變成了垃圾。看下面的代碼：

1             //How are you?2             string msg = "How";3             msg += " are";4             msg += " you";5             msg += "?";

 

string類型的+=操作符會建立一個新的字串對象並返回，對於這類拼接字串的工作應該交給更適合的string.Format()方法：

1 string msg = string.Format("{0} {1} {2}{3}", "How", "are", "you", "?");

 

如果需要進行一些比簡單拼接字串更加複雜的工作，可以考慮使用StringBuilder類，該類是一個可變的字串，用來建立不可變的string對象。對於經常變化的stirng對象，使用StringBuilder對象來替換是一個非常好的選擇 —— 當我們的某個設計需要不可變類型時，應該考慮提供一個建立對象，專門負責分步地構造出最終對象(例如：string對象之於StringBuilder對象)。這樣既可讓使用者分步地建立出最終對象，也可以保證對象的不可變性。

 

小節

　　GC可以高效的管理應用程式使用的記憶體，不過建立和銷毀堆上的對象仍舊需要時間，因此，應該避免建立過多的對象，不要建立那些非必要的對象，也不要在局部方法中建立太多的引用對象，可以考慮將常用的局部變數提升為成員變數，或者為最常用的類型執行個體提供靜態對象，此外還可以考慮為不可變類型提供可變的建立對象。