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

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

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：

1	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

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

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

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：

1 2	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()

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

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：

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
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

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