《Effective C#》读书笔记——条目16:避免创建非必要的对象<.NET资源管理>

　　我们知道：C#是一门虚拟机语言，C#编译器首先将C#代码编译成IL代码，运行程序时CLR(Common Language Runtime，公共语言运行时)通过调用JIT(just-in-time Compiler，即时编译器)来将IL代动态即时编译成可执行的机器码。GC(Garbage Collector，垃圾收集器)自动为我们的应用程序进行内存管理的分配和释放，(具体参见：了解.NET 内存管理机制)，以一种高效的方式来移除内存中的垃圾对象，不过不管有多高效，分配和销毁在堆上的对象总会花费掉时间。

　　如果我们在一个方法中创建了过多的引用对象，会对应用程序的性能产生严重的影响。因此我们应该遵守下面的一些规则，可以尽量的降低GC的工作量。

 

阅读目录：

　　　　　　1.将常用的局部变量提升为成员变量

　　　　　　2.为常用的类型实例提供静态对象

　　　　　　3.为不可变类型提供可变的创建对象

　　　　　　小节

 

1.将常用的局部变量提升为成员变量

 　　所有的引用类型，包括那些局部变量，都会分配到堆上。在函数退出后，函数内的所有局部变量都会立即变成垃圾对象。所以我们可以得出结论：

若是某个引用类型(值类型无所谓)的局部变量用于被频繁调用的例程中，那么应该将其提升为成员变量。这既有助于减轻GC的负担，也可以提升程序运行的效率。

 在GUI编程中一个常见的错误就是：在窗体的Paint处理函数中创建GDI(Graphics Device Interface,图形设备接口)对象，如下：

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

 

OnPaint()将会被非常频繁的调用，每次调用都会创建一个Font对象，而包含的内容完全和上一次一样。所以GC需要每次都为你清扫这些垃圾，严重影响了应用程序的效率。其实我们完全可以将Font对象提升为成员变量，是每次窗体重绘时能够重用该Font对象：

        private readonly Font myFont = new Font("Arial", 10.0f);

        protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
        {
                e.Graphics.DrawString(DateTime.Now.ToString(), myFont, Brushes.Black, new Point(0, 0));

                base.OnPaint(e);
        }

 将常用的局部变量提升为成员变量之后，程序无需每次重绘时生成垃圾对象，减轻了GC的负担，也提升了程序的效率。不过这里有一个小小的限制：将实现了IDisposable接口的局部变量提升为成员变量，那么这个成员变量依附类本身也需要实现IDisposable接口。

 

2.为常用的类型实例提供静态对象

　　静态成员变量可以让引用类型在类的各个实例中共享。我们可以通过提供了一个类，存放某个类型常用的实例的单例对象，这样可以避免创建重复的对象。.NET Framework 的类库中就有很多这样的做法：Brushes类包含了一系列的静态Brush对象，每个都包含了一种常用的颜色。它们的简要实现如下：

        private static Brush blackBrush;
        public static Brush Black
        {
            get
            {
                if (blackBrush == null)
                    blackBrush = new SolidBrush(Color.Black);
                return blackBrush;
            }
        }

在第一次请求黑色画刷时，Brushes将创建一个实例，随意Brushes类将保留该实例的引用，并在后续的请求时直接返回同一个句柄。也就是说我们只创建了一个黑色画刷，然后一直重用这个对象。至于其他的例如：红色的画刷，如果应用程序没有使用这个资源那么该对象也不会被分配。.NET 提供的这种方式能够在满足需求的前提下尽可能的少创建对象，我们在自己的应用程序中也应该这样做。

 

3.为不可变类型提供可变的创建对象

　　System.String类型时一个不可变类型：即在构造一个字符串对象后，其内容不能被修改。如果对一个字符串进行修改时，实际上时创建了一个新的字符串对象，从前的字符串对象也就变成了垃圾。看下面的代码：

            //How are you?
            string msg = "How";
            msg += " are";
            msg += " you";
            msg += "?";

 

string类型的+=操作符会创建一个新的字符串对象并返回，对于这类拼接字符串的工作应该交给更适合的string.Format()方法：

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

 

如果需要进行一些比简单拼接字符串更加复杂的工作，可以考虑使用StringBuilder类，该类是一个可变的字符串，用来创建不可变的string对象。对于经常变化的stirng对象，使用StringBuilder对象来替换是一个非常好的选择 —— 当我们的某个设计需要不可变类型时，应该考虑提供一个创建对象，专门负责分步地构造出最终对象(例如：string对象之于StringBuilder对象)。这样既可让用户分步地创建出最终对象，也可以保证对象的不可变性。

 

小节

　　GC可以高效的管理应用程序使用的内存，不过创建和销毁堆上的对象仍旧需要时间，因此，应该避免创建过多的对象，不要创建那些非必要的对象，也不要在局部方法中创建太多的引用对象，可以考虑将常用的局部变量提升为成员变量，或者为最常用的类型实例提供静态对象，此外还可以考虑为不可变类型提供可变的创建对象。