C#/Unity清理非托管资源的代码详解

一.理解托管资源和非托管资源

在C#开发中，资源管理是一个绕不开的话题。C#里的对象，大致可以分为两类：一类是托管对象，由.NET垃圾回收器（GC）自动管理；另一类是非托管对象，GC管不着，必须由开发者手动释放。常见的非托管对象包括文件句柄、窗口句柄、网络连接或数据库连接——这些资源用完就得显式清理，否则就会造成内存泄漏。

二.区分托管和非托管对象

为了更直观地分清这两类对象，下面这张表做了清晰的对比：

三.Dispose模式

3.1 Dispose模式概述

微软为此专门设计了一套标准方案，叫释放模式（Dispose Pattern），目的是把非托管资源的释放流程规范化，降低开发者的心智负担。这套模式遵循两个核心准则：

1.幂等性：Dispose方法应该可以被多次调用，后续调用不会产生任何副作用。

2.层级调用：如果一个类拥有实现了IDisposable的成员，那么它自己也应该实现IDisposable，并在自己的Dispose里调用这些成员的Dispose方法。

3.2 IDisposable接口

这个模式的核心接口是IDisposable，它只定义了一个无参方法Dispose：

namespace System
{
    [ComVisible(true)]
    public interface IDisposable
    {
        void Dispose();
    }
}

3.3 无参Dispose

来看看它的标准实现：

public void Dispose()
{
    // Dispose of unmanaged resources.
    Dispose(true);
    // Suppress finalization.
    GC.SuppressFinalize(this);
}

3.4 GC.SuppressFinalize

SuppressFinalize的作用主要是性能优化——告诉GC这个对象已经被手动释放了，不用再走终结流程了，这样GC就可以提前回收该对象的内存。这个方法会阻止终结器（析构函数）的执行。如果类里压根没有终结器，那调用GC.SuppressFinalize也不会产生任何效果。

3.5 有参Dispose

真正执行清理任务的是下面这个重载方法，参数disposing为true表示由无参Dispose()主动调用，false表示由终结器调用：

protected virtual void Dispose(bool disposing)
{
    if (_disposed)
    {
        return;
    }

    if (disposing)
    {
        // Dispose managed state (managed objects).
        // ...
    }

    // Free unmanaged resources.
    // ...

    _disposed = true;
}

这个方法之所以同时处理两种场景，是为了避免代码重复，并确保安全性：

• 确定性释放（disposing = true）：主动调用Dispose()时触发，此时托管和非托管资源都可以安全释放。
• 非确定性释放（disposing = false）：由GC在终结器中触发，此时托管资源可能已经不存在或被回收，因此只应该释放非托管资源。

3.6 使用实现 IDisposable 的对象

如果通过new创建的对象实现了IDisposable（比如StreamReader），那么用完后必须调用它的Dispose方法。常见做法有两种：

做法一：try-finally

        StreamReader sr;
        try
        {
            sr = new StreamReader(filename);
            txt = sr.ReadToEnd();
        }
        finally
        {
            if (sr != null) sr.Dispose();
        }

做法二：using语句

当控制离开using语句块时，会自动调用Dispose。其实using是语法糖，编译后就是上面的try-finally写法。

        using (StreamReader sr = new StreamReader(filename))
        {
            txt = sr.ReadToEnd();
        }

还可以使用不带括号的using声明，这种写法下Dispose会在当前方法结束时自动触发：

using StreamReader sr = new StreamReader(filename);
txt = sr.ReadToEnd();

四.终结器

终结器（历史上叫析构函数）会在GC回收对象内存之前由GC调用，相当于一个兜底方案——当开发者忘记手动调用Dispose时，终结器可以避免内存泄漏。但它的代价是给GC带来性能开销，所以并不推荐作为常规做法。

• 只应该为非托管对象定义终结器。
• C#编译器不允许直接重写Finalize方法，但可以通过在类中定义析构函数来提供终结器。
• 不要写空的终结器，空终结器只会白白浪费性能。

举个例子，下面这个Car类的终结器声明：

class Car
{
    ~Car()  // finalizer
    {
        // cleanup statements...
    }
}

编译器会把终结器隐式转换为以下代码：

protected override void Finalize()
{
    try
    {
        // Cleanup statements...
    }
    finally
    {
        base.Finalize();
    }
}