CS3L5——构造函数、析构函数和垃圾回收

本章代码关键字

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this            //this代表类自己，可以显式的指定指明自己的成员
~类名()            //析构函数，对象被销毁释放时调用，不常用
GC.Collect();   //主动触发GC的方法，但是不会频繁使用，因为性能消耗较大，可能会卡顿

构造函数

在实例化对象时，会调用的用于初始化的函数，主要就是用来初始化成员变量，如果不写则默认存在一个无参构造函数

构造函数的声明和使用

没有返回值，函数名与类名相同，没有特殊需求时一般都是 public​ 的

类中允许自己申明无参构造函数的，但是结构体不允许

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class Person
{
    public string name;
    public int age;

    public Person()
    {
        name = "liuqi";
        age = 18;
    }
}

在 new​ 对象时，就会调用构造函数

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class Person
{
    public string name;
    public int age;

    public Person()
    {
        Console.WriteLine("无参构造函数被调用了");
        name = "liuqi";
        age = 18;
    }
}

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p = new Person();
    }
}

输出：

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无参构造函数被调用了

构造函数可以被重载，方便初始化函数，可以通过 this​ 来调用函数的对象自己

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class Person
{
    public string name;
    public int age;

    public Person()
    {
        name = "liuqi";
        age = 18;
    }

    public Person(string name, int age):this()
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

注意！如果一个类不实现无参构造函数而实现了有参构造函数，会失去默认的无参构造

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class Person
{
    public string name;
    public int age;

    public Person()
    {
        name = "liuqi";
        age = 18;
    }

    public Person(string name, int age):this()
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Person p = new Person();
        Person p = new Person("MrTang", 18)
    }
}

构造函数的重用

可以通过 this​，重用构造函数代码 会先使用 this()​ 的构造函数

声明语法为：访问修饰符 构造函数名(参数列表) : this(参数1,参数2...)​

如果重用 有参数的构造函数，则需要传入对应的参数，
可以使用被外部调用的构造函数的形参，也可以用表达式或者常量，只要参数类型正确即可

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class Person
{
    public string name;
    public int age;

    public Person(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    // 这里被重用的函数是 Person(string name)
    public Person(string name, int age) : this(name + "这里也可以写表达式，只要参数类型是正确的！")
    {
        WriteLine("双参数构造函数被调用了");
        this.age = age;
    }

    // 这里被重用的函数是 Person(string name, int age)
    public Person() : this("MrTang", 18)
    {
        WriteLine("无参构造函数被调用了");
    }
}

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p = new Person();
    }
}

输出：

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双参数构造函数被调用了
无参构造函数被调用了

析构函数

当引用类型的堆内存被回收时，会调用该函数，对于需要手动管理内存的语言（如C++），需要在析构函数中做一些内存回收处理
但由于 C# 中由自动垃圾回收机制 GC，所以 C# 使用析构函数较少，一般用在某一个对象被垃圾回收的时候，做一些特殊处理

注意：析构函数在Unity的开发中几乎不使用

析构函数声明语法：~类名()​

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class Person
{
    ~Person()
    {
        WriteLine("垃圾被回收了");
    }
}

C#的垃圾回收机制

垃圾回收，英文简写GC (Garbage Collecter)，垃圾回收的过程是遍历堆 (heap) 上动态分配的所有对象
通过识别他们是否被引用来确定那些对象是垃圾 哪些对象仍然要被引用
所谓垃圾就是没有被任何变量 对象引用的内容，垃圾就需要被回收释放

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internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p = new Person();
        p = null;
    }
}

上面的代码中，p = null​ 后，之前 new​ 出来的 Person​ 对象就成为了垃圾，因为没有任何变量再引用它存在于堆上的数据了

垃圾回收有很多种方法，如：

  • 引用计数（Reference Counting）
  • 标记清除（Mark Sweep）
  • 标记整理（Mark Compact）
  • 复制集合（Copy Collection）

注意：GC 只负责堆（heap）内存的回收，引用类型都是存放在堆（heap）中的，所以它的分配和释放都通过垃圾回收机制来管理
栈（Stack）上的内存是由系统自动管理的，值类型在栈（Stack）中分配内存的，它们有自己的生命周期，不用对它们进行管理，会自动分配和释放

C#中内存回收机制的大概原理

C#将内存分为三代内存：0 代内存、1 代内存、2 代内存

其中，代 是垃圾回收机制使用的一种算法（分代算法）
新分配的对象都会被配置在第 0 代内存里，每次分配都可能会进行垃圾回收以释放内存
当 0 代内存满时而又要放入新数据时，就会就会触发垃圾回收

在一次内存回收过程开始时，垃圾回收器会认为堆中全是垃圾，会进行以下两步：

  1. 标记对象 从根（静态字段、方法参数）开始检查引用对象，

    标记后为可达对象，未标记为不可达对象，不可达对象就被认为是垃圾

    例如一个实例化后没有变量再引用的对象，就是垃圾

  2. 搬迁对象，并压缩堆（这时会挂起执行托管代码进程），释放未被标记的对象，搬迁可达对象，修改引用地址

    例如 0 代内存里可达对象就会被搬迁到 1 代内存，不可达的对象被当作垃圾处理回收，搬迁完成后需要将对应地址进行改变为连续的数值
    若 1 代内存满后也会触发垃圾回收，同时也会触发 0 代垃圾回收（不管 0 代内存满没满）
    而 1 代可达对象也搬迁到 2 代内存，其他步骤类似于上个步骤

    若 2 代内存满后也会触发垃圾回收，同时也会触发 0 代和 1 代的垃圾回收，步骤同上

    0 代和 1 代内存的速度会快于 2 代内存速度，因为在 2 代内存中可能存在的垃圾更多

85000字节（83kb）以上的对象就是大对象，大对象总被认为是 2 代内存
目的是减少性能消耗，提高性能，不会对大对象进行搬迁压缩

主动触发GC的方法

GC是可以手动触发的，而不需要等待内存满后触发

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internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        GC.Collect();   //主动触发GC的方法，但是不会频繁使用，因为性能消耗较大，可能会卡顿
    }
}

建议在类似于读取等需要玩家等待的时段进行主动GC，例如显示读取条时