Effective C# 尽量减少垃圾产生的数量

对于.Net所写一般程序来说，都属于托管程序，内存的释放和回收是由Garbage Collector完成。但是相对于栈上内存操作而言，GC回收堆上的内存，会消耗更多的CPU时间。

 

因此如果让GC不停的释放和回收内存，会造成程序性能的下降。

例如对于如下这段程序而言。

 

    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)

    {

        using( Pen penBlack = new Pen( Color.Black, 2f ) )

        {

            e.Graphics.DrawLine( penBlack, 10, 10, 100,10 );//Draw a black line

        }

        base.OnPaint (e);

    }

 

虽说每次调用完OnPaint后，penBlack都调用了Dispose方法，但是Dispose不同于原来C或者C++的Delete方法，还是需要GC去回收内存。那么当此函数频繁被调用，那么在内存中产生的垃圾就会越来越多，GC需要花很多时间去回收它们，这样会造成程序性能下降。

 

那么，如何避免呢，或者说如何减少垃圾的产生呢。其实对象都是通过new来产生的，只要减少用new产生对象的次数，就可以减少垃圾的产生。只要把握到问题的关键点，那么相应的方法就有如下几个。

第一个就是，使用成员而代替局部变量，对于上面的例子，可以改成如下形成。

 

    private Pen penBlack = new Pen( Color.Black, 2f );

    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)

    {

        e.Graphics.DrawLine( penBlack, 10, 10, 100,10 );//Draw a black line

        base.OnPaint (e);

    }

 

可能很多人从C或者C++转型到使用C#，按照以前C或者C++的概念，尽量少使用全局变量，多使用局部变量；由于C#无法像C或者C++去显式释放内存，那么与其对象频繁需要GC回收，不如减少这样操作，从而造成效果会更好。

 

第二个就是公用的对象，可以采用静态成员的方法。例如，对于上面例子中的penBlack可能其他类型也需要使用，防止在其他类型也去创建，可以采用静态全局成员，即按照如下来实现。

 

    public class MyPens

    {

        private static Pen penBlack;

        public static Pen Black

        {

            get

            {

                if( penBlack == null )

                    penBlack = new Pen( Color.Black, 2f );

                return penBlack;

            }

        }

 

        private MyPens(){}

    }

 

对于.Net系统提供的“Pens”和“Brushes”这两个类，提供了一般常用的Pen和Brush，.Net提供这两个静态类估计也是出于此考虑的。因此在进行绘画的时候，可以先考虑这两个类型所提供的静态对象。

 

最后一个方法，主要是针对不可改变的原子类型，例如对于string类型来说，就是这种类型。

例如：

    string strValue = "Hello";

    strValue += " World";

 

对于如上的语句来说，按照一般类型来说，都会在原有对象进行处理，但是对于不可改变的原子类型而言，对于原有对象的修改，会产生新的对象。因此这两条语句会产生两个对象，第一个字符串对象是“Hello”，另一个就是“Hello World”。

 

假如这种修改操作很频繁，那么意味着产生对象也很多，也就是说等待GC回收的垃圾就很多。为了避免此类现象发生，要么选用非原子的替代类型，要么在处理手法进行修改。

 

对于string类型来说，替代类型为StringBuilder，这也就是为什么用StringBuilder替换string进行大型字符串操作效率高的原因。

至于处理手法的改进，就string而言，可以采用string.Format，例如：

    string strValue = string.Format( "Total value is {0}!", nValue );

 

方法都说完了，怎么使用在于自身灵活的掌握。不过这里要注意的一点就是，这里所说的都是针对引用类型对象，而对于在值类型来说，并不需要这样处理，因为它们分配在栈上。