После изложения основных деталей, касающихся процесса сборки мусора, будет показано, каким образом программно взаимодействовать со сборщиком мусора, используя класс System.GC (что в большинстве проектов обычно не требуется). Мы рассмотрим, как с применением виртуального метода System.Object.Finalize и интерфейса IDisposable строить классы, которые своевременно и предсказуемо освобождают внутренние неуправляемые ресурсы.

Кроме того, будут описаны некоторые функциональные возможности сборщика мусора, появившиеся в версии .NET 4.0, включая фоновую сборку мусора и ленивое (отложенное) создание объектов с использованием обобщенного класса System.Lazy<>. После освоения материалов данной главы вы должны хорошо понимать, каким образом исполняющая среда управляет объектами .NET Core.

Классы, объекты и ссылки

Прежде чем приступить к исследованию основных тем главы, важно дополнительно прояснить отличие между классами, объектами и ссылочными переменными. Вспомните, что класс — всего лишь модель, которая описывает то, как экземпляр такого типа будет выглядеть и вести себя в памяти. Разумеется, классы определяются внутри файлов кода (которым по соглашению назначается расширение *.cs). Взгляните на следующий простой класс Car, определенный в новом проекте консольного приложения C# по имени SimpleGC:

namespace SimpleGC

{

  // Car.cs

  public class Car

  {

    public int CurrentSpeed {get; set;}

    public string PetName {get; set;}

    public Car{}

    public Car(string name, int speed)

    {

      PetName = name;

      CurrentSpeed = speed;

    }

    public override string ToString

      => $"{PetName} is going {CurrentSpeed} MPH";

    }

  }

}

После того как класс определен, в памяти можно размещать любое количество его объектов, применяя ключевое слово new языка С#. Однако следует иметь в виду, что ключевое слово new возвращает ссылку на объект в куче, а не действительный объект. Если ссылочная переменная объявляется как локальная переменная в области действия метода, то она сохраняется в стеке для дальнейшего использования внутри приложения. Для доступа к членам объекта в отношении сохраненной ссылки необходимо применять операцию точки С#:

using System;

using SimpleGC;

Console.WriteLine("***** GC Basics *****");

// Создать новый объект Car в управляемой куче.

// Возвращается ссылка на этот объект (refToMyCar).

Car refToMyCar = new Car("Zippy", 50);

// Операция точки (.) используется для обращения к членам

// объекта с применением ссылочной переменной.

Console.WriteLine(refToMyCar.ToString);

Console.ReadLine;

На заметку! Вспомните из главы 4, что структуры являются типами значений, которые всегда размещаются прямо в стеке и никогда не попадают в управляемую кучу .NET Core. Размещение в куче происходит только при создании экземпляров классов.

Базовые сведения о времени жизни объектов

При создании приложений C# корректно допускать, что исполняющая среда .NET Core позаботится об управляемой куче без вашего прямого вмешательства. В действительности "золотое правило" по управлению памятью в .NET Core выглядит простым.

Правило. Используя ключевое слово new, поместите экземпляр класса в управляемую кучу и забудьте о нем.

После создания объект будет автоматически удален сборщиком мусора, когда необходимость в нем отпадет. Конечно, возникает вполне закономерный вопрос о том, каким образом сборщик мусора выясняет, что объект больше не нужен? Краткий (т.е. неполный) ответ можно сформулировать так: сборщик мусора удаляет объект из кучи, только когда он становится недостижимым для любой части кодовой базы. Добавьте в класс Program метод, который размещает в памяти локальный объект Car:

static void MakeACar

{

  // Если myCar - единственная ссылка на объект Car, то после

  // завершения этого метода объект Car *может* быть уничтожен.

  Car myCar = new Car;

}