C#中Finalize方法的問題

ninputer在關(guān)于“值類型的Finalize不會(huì)被調(diào)用”中（http://blog.joycode.com/lijianzhong/archive/2005/01/13/42991.aspx#FeedBack）評(píng)論到“VB對Finalize管的可松呢，可以直接重寫、直接調(diào)用、允許不調(diào)用父類的Finalize，或者多次調(diào)用父類的Finalize等等…… 完全不像C#”。

其實(shí)C#的Finalize方法看起來只是比VB的好一點(diǎn)，但仍然有非常隱蔽的問題。問題如下。

首先來看如下的代碼：

using System;

public class Grandpapa
{
???? ~Grandpapa(){ Console.WriteLine("Grandpapa.~Grandpapa");}
}

public class Parent:Grandpapa
{
???? ~Parent(){ Console.WriteLine("Parent.~Parent");}
}

public class Son:Parent
{
???? ~Son(){ Console.WriteLine("Son.~Son");}
}

public class App
{
???? public static void Main()
???? {
???????? Son s=new Son();
?
???????? GC.Collect();
???????? GC.WaitForPendingFinalizers();
???? }
}

這段代碼的運(yùn)行結(jié)果毫無疑問是：

Son.~Son
Parent.~Parent
Grandpapa.~Grandpapa

這沒什么問題。但是如果將Parent類重新定義如下，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？

public class Parent:Grandpapa
{
???? protected void Finalize(){ Console.WriteLine("Parent.Finalize");}
}

運(yùn)行結(jié)果變成了：

Son.~Son
Parent.Finalize

情況已經(jīng)有些不妙了，我在Parent中定義了一個(gè)“普通”的Finalize方法，竟然被它的子類Son的析構(gòu)器給調(diào)用了？

當(dāng)然Finalize方法在C#中并不是一個(gè)“普通”的方法，析構(gòu)器編譯后就是一個(gè)有上述簽名的Finalize方法。但C#編譯器并沒有禁止我們定義“普通”的Finalize，

C#規(guī)范也沒有指出定義這樣的Finalize方法就是在定義一個(gè)析構(gòu)器——實(shí)際上也不是，只是上述代碼的表現(xiàn)如此——甚至還有這樣一句誘人犯錯(cuò)的話：The compiler behaves as if this method(Finalize), and overrides of it, do not exist at all。分析IL代碼可以看出，Parent中定義的“普通”的Finalize方法實(shí)際上“欺騙”了它的子類。它的子類只關(guān)心其父類是否定義了Finalize（當(dāng)然簽名要為上述形式）方法，它并不關(guān)心那個(gè)Finalize方法是否具有“析構(gòu)器”語義。

如果上述代碼的行為通過理性分析還算可以接受的話，那么下面代碼的運(yùn)行結(jié)果就令人眩暈了,將Parent類重新定義如下（在上面的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)virtual關(guān)鍵字）：

public class Parent:Grandpapa
{
???? protected virtual void Finalize(){ Console.WriteLine("Parent.Finalize");}
}

編譯后運(yùn)行結(jié)果如下：

Grandpapa.~Grandpapa

這一次從IL代碼的角度也解釋不清了，我懷疑CLR對于析構(gòu)器的判斷是否還有另外的附加條件，但無論如何C#編譯器呈現(xiàn)的行為是詭異的，因?yàn)檫@種結(jié)果放到哪里都是難以自圓其說的。我曾經(jīng)為此挖掘了sscli源代碼很長時(shí)間，但是就是找不到原因。

這一方面是C#編譯器的一個(gè)bug，另一方面也是CLR的一個(gè)bug。這個(gè)bug從.NET Framework的1.0版（VS.NET 2002），到1.1版（VS.NET 2003），以及Alpha版本的Longhorn操作系統(tǒng)中自帶的1.2版都存在。后來我寫信給C#的產(chǎn)品經(jīng)理Eric Gunnerson（http://blogs.msdn.com/ericgu/）告訴他們這個(gè)bug。Eric Gunnerson隨后回信告訴我他們會(huì)修復(fù)這個(gè)bug。

我現(xiàn)在使用Visual C# Express 2005編譯器編譯（version 8.00.41013）上述代碼，后面兩種修改版都會(huì)得到一個(gè)warning:

warning CS0465: Introducing a 'Finalize' method can interfere with destructor invocation. Did you intend to declare a destructor?

但是如果不理會(huì)這樣的警告，得到的exe文件執(zhí)行行為仍然是非常奇怪。也就是說CLR中的bug仍然沒有fix。我個(gè)人認(rèn)為對于C#編譯器來說，warning是不夠的，應(yīng)該徹底禁止定義這樣的Finalize方法。

?

實(shí)際上在我的Effective .NET (in C#)一書的draft里也有這樣一個(gè)條款：

# 不要在一個(gè)類中有定義任何Finalize方法的念頭，因?yàn)槟菢訒?huì)對你的“析構(gòu)器鏈”造成潛在的嚴(yán)重的傷害。

?

?

?

發(fā)表于 2005年1月13日 19:55

評(píng)論

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-13 21:06

受救了。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-13 21:06

受教了。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-13 21:20

我喜歡這樣的交流:)

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-14 1:03

贊

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-14 9:08

好啊，看來我拋的磚頭引來了不少美玉啊，呵呵
看來該有人寫寫VB的書說說這些情況，好讓VB程序員用好.NET語言中唯一可以自由使用的Finalize。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-1-14 9:13

在VB里更可以用Shadows將基類的Finalize徹底掩蓋掉，然后在其后續(xù)子類中就沒有原來那個(gè)Object的Finalize了！但如果CLR對Finalize特別干涉（就像Constructor那樣），Finalize的語義就會(huì)發(fā)生變化，VB的語法就要發(fā)生Break的變化，這是很可怕的。所以我們還是在編譯器上做這個(gè)限制比較安全。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-22 17:53

我想了一會(huì)兒，覺得原因也許非常簡單：

所有的Finalize()方法都是這個(gè)樣子：

protected override Finalize()
{
//析構(gòu)
base.Finalize();
}

然后，最重要的是GC是這樣調(diào)用Finalize()：
((object) obj).Finalize()

出現(xiàn)第一種情況是因?yàn)?#xff1a;
Parent覆蓋了默認(rèn)的Finalize()，但這對繼承鏈沒有造成任何影響！！Finalize在這里形成了兩個(gè)分支：
protected override GrandPapa.Finnalize() {}// (A)
protected override Parent.Finalize() {}//這個(gè)方法不存在，但這并不會(huì)影響虛方法鏈。(B)
protected override Son.Finalize() { .... }//省略內(nèi)容。(C)

protetced new Parent.Finalize() { Console.WriteLine("Parent.Finalize");}//new修飾符被作者省略了。(D)

GC開始調(diào)用Finalize方法，因?yàn)锳BC都是在object.Finalize()這個(gè)虛方法鏈上的，所以GC會(huì)先調(diào)用C方法。
然后，重要的分支出現(xiàn)了，因?yàn)镈覆蓋了B，所以C中的base.Finalize()是D方法！而D并未使用base.Finalize向上傳播，所以執(zhí)行到這里截止了。



那么，第二種情況也很好解釋了，第二種情況的繼承鏈?zhǔn)?#xff1a;
protected override GrandPapa.Finnalize() {}// (A)
protected override Parent.Finalize() {}//不存在的方法(B)

protetced virtual Parent.Finalize() { Console.WriteLine("Parent.Finalize");}//這里同樣省略了new修飾符。(D)
protected override Son.Finalize() { .... }//省略內(nèi)容。(C)

哈哈，現(xiàn)在知道為什么出現(xiàn)了作者百思不得其解的問題了吧，第二種情況由于Parent.Finalize有了virtual修飾，覆蓋掉原來的override Parent.Finalize()，所以下面的override Son.Finalize()被繼承到了virtual Parent.Finalize()下面。
結(jié)果導(dǎo)致GC先執(zhí)行那個(gè)不存在的B方法，然后執(zhí)行A方法。。。。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 15:20

To Ivony，這個(gè)解釋比較牽強(qiáng)，而且很多地方都有漏洞:)

1。首先((object) obj).Finalize()這樣的說法就是錯(cuò)誤的，對于虛方法來講：

obj.Finalize()和 ((object) obj).Finalize()的調(diào)用是完全一樣的，不存在任何區(qū)別。這本身就是多態(tài)應(yīng)有之意。

2。“因?yàn)镈覆蓋了B，所以C中的base.Finalize()是D方法”

這句話說得沒道理。實(shí)際上第一種情況的錯(cuò)誤無非是C#將Finalize和~Parent()劃了等號(hào)，結(jié)果是定義
protected void Finalize(){ Console.WriteLine("Parent.Finalize");}
相當(dāng)于定義了一個(gè)~Parent，只不過編譯器沒有在我們自己寫的Finalize中插入base.Finalize的調(diào)用。

3。“第二種情況由于Parent.Finalize有了virtual修飾，覆蓋掉原來的override Parent.Finalize()”

這個(gè)完全不叫覆蓋（override），而叫隱藏（hide），注意其中編譯后的元數(shù)據(jù)有一個(gè)newslot——也就是一個(gè)新的虛表slot。

4。“所以下面的override Son.Finalize()被繼承到了virtual Parent.Finalize()下面。”

抱歉，聽不懂這句話的意思。


5。“結(jié)果導(dǎo)致GC先執(zhí)行那個(gè)不存在的B方法”

不存在如何執(zhí)行呢？

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 17:49

1。首先((object) obj).Finalize()這樣的說法就是錯(cuò)誤的，對于虛方法來講：

obj.Finalize()和 ((object) obj).Finalize()的調(diào)用是完全一樣的，不存在任何區(qū)別。這本身就是多態(tài)應(yīng)有之意。

------------------------------------------

的確是這樣的，只需要：
object obj = xxxx;
然后obj.Finalize();就是執(zhí)行object繼承鏈上的Finalize方法，寫一個(gè)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換只不過是為了強(qiáng)調(diào)GC在調(diào)用Finalize方法的時(shí)候，是對一個(gè)object類型的對象調(diào)用的。



2。“因?yàn)镈覆蓋了B，所以C中的base.Finalize()是D方法”

這句話說得沒道理。實(shí)際上第一種情況的錯(cuò)誤無非是C#將Finalize和~Parent()劃了等號(hào)，結(jié)果是定義
protected void Finalize(){ Console.WriteLine("Parent.Finalize");}
相當(dāng)于定義了一個(gè)~Parent，只不過編譯器沒有在我們自己寫的Finalize中插入base.Finalize的調(diào)用。

-----------------------------------------

不是這樣的，即使你寫了Finalize方法，默認(rèn)的Finalize方法依然存在，這就是所謂的隱藏掉了基類的方法。然后Parent的子類在調(diào)用base.Finalize()的時(shí)候，就會(huì)調(diào)用你寫的那個(gè)，而不會(huì)導(dǎo)致原有默認(rèn)的Finalize方法丟失。



3。“第二種情況由于Parent.Finalize有了virtual修飾，覆蓋掉原來的override Parent.Finalize()”

這個(gè)完全不叫覆蓋（override），而叫隱藏（hide），注意其中編譯后的元數(shù)據(jù)有一個(gè)newslot——也就是一個(gè)新的虛表slot。

----------------------------------------

嗯，微軟是叫隱藏，反正就是這個(gè)意思了。



4。“所以下面的override Son.Finalize()被繼承到了virtual Parent.Finalize()下面。”

抱歉，聽不懂這句話的意思。

--------------------------------------

這里不知道怎么回事把我用于排版的空格給弄沒了，我再發(fā)一下繼承鏈（override鏈）。

第一種情況
protected override GrandPapa.Finnalize() {}//(A)
__protected override Parent.Finalize() {}//(B)雖然不存在，但仍是override鏈的一環(huán)
____protected override Son.Finalize() { .... }//(C)這個(gè)方法override掉了上面的(B)，但其base.Finalize卻是下面的(D)。

protetced new Parent.Finalize() { Console.WriteLine("Parent.Finalize");}//(D)，這個(gè)方法沒有override任何方法，不在override鏈中。

第二種情況
protected override GrandPapa.Finnalize() {}// (A)
__protected override Parent.Finalize() {}//(B)

protetced virtual Parent.Finalize() { Console.WriteLine("Parent.Finalize");}//(D)
__protected override Son.Finalize() { .... }//(C)

關(guān)鍵在這里：
class Son
{
__protected override Finalize()//這里是override掉了(D)而不是(B)。
}




5。“結(jié)果導(dǎo)致GC先執(zhí)行那個(gè)不存在的B方法”
不存在如何執(zhí)行呢？

我們可以把情況想成這樣，當(dāng)一個(gè)類沒有實(shí)現(xiàn)基類的virtual方法時(shí)，編譯器會(huì)變出一個(gè)默認(rèn)的方法來維系這個(gè)override鏈（當(dāng)然，只是假設(shè)）：
[code]
override return_type Method( params )
{
return base.Methos( params );
}
[/code]
強(qiáng)調(diào)執(zhí)行不存在的B方法只是為了說明override鏈。
方法雖然不存在，但在描述override鏈的時(shí)候，必須寫一下，否則override鏈就斷了。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 18:00

總結(jié)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)多態(tài)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)沿著override鏈條（上面的確是沒說清楚，不應(yīng)該用繼承鏈這個(gè)詞）尋找鏈條終點(diǎn)上的方法執(zhí)行。而并不是將這個(gè)對象還原成最原始的面目（Son）進(jìn)行調(diào)用。


C#使用方法的簽名來判斷一個(gè)方法。

當(dāng)出現(xiàn)上文中第一種情況時(shí)，由于兩個(gè)方法的簽名并不相同，一個(gè)是sealed的，一個(gè)是virtual的，所以override鏈并不會(huì)被破壞，系統(tǒng)找到了正確的方法進(jìn)行執(zhí)行。

然而在上文中第二種情況時(shí)，由于兩個(gè)方法的簽名完全一樣，都是virtual的，所以override鏈在這里被打斷，Son其實(shí)是override作者在Parant類中新定義的方法。



發(fā)現(xiàn)我的真的說不好，干脆待會(huì)兒我發(fā)幅圖片上來。。。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 18:10

1. 我理解你的意思，但是你的表述很容易讓人誤解。我想更準(zhǔn)確的說法是：

GC調(diào)用的是一個(gè)類型中虛表slot上第一個(gè)Finalize方法。

只有在newslot——也就是一個(gè)類型中可能存在多個(gè)同名的虛表（new virtual）——時(shí)，才存在obj.Finalize()和 ((object) obj).Finalize()調(diào)用的區(qū)別。

2。“不是這樣的，即使你寫了Finalize方法，默認(rèn)的Finalize方法依然存在，這就是所謂的隱藏掉了基類的方法”

這不是隱藏（hide），而是實(shí)實(shí)在在的override——在同一個(gè)虛表slot上的override。

3。我們盡量用英文術(shù)語來討論，不然我很快就被你搞暈了，呵呵:)

4。我猜出你實(shí)際上在敘述虛表slot的問題，尤其是有了一個(gè)newslot。但是你的文字表述很難讓人看懂。

5。我們把“override鏈”還是說成虛表slot比較準(zhǔn)確，也容易討論。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 18:38

還有一個(gè)地方，也就是第一種情況：

public class Parent:Grandpapa
{
protected void Finalize(){ Console.WriteLine("Parent.Finalize");}
}

這里沒有override關(guān)鍵字，所以應(yīng)該不是override。。
我想寫一個(gè)程序來驗(yàn)證我的想法。待會(huì)兒把結(jié)果發(fā)上來。



抱歉，因?yàn)槲覍τ谙到y(tǒng)到底是怎么實(shí)現(xiàn)虛方法的了解太少了，只是憑感覺把自己的想法說了出來，所以很多地方都不是專業(yè)名詞，把大家給弄糊涂了。。。。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 18:38

To Ivony,

你的總結(jié)不錯(cuò)，但我想更精煉、更準(zhǔn)確的總結(jié)應(yīng)該是這樣（可以在Rotor的源代碼中得到印證）：

GC在調(diào)用Finalize方法時(shí)選擇的是第一個(gè)虛表slot上的Finalize方法（也就是Object當(dāng)初定義的那個(gè)虛表slot上的Finalize方法）。

而第一種情況始終位于同一個(gè)虛表slot上。第二種情況則從class Parent開始引入了一個(gè)新的newslot。



很喜歡這樣的討論，歡迎常來:)

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 18:47

To Ivony,

這里我錯(cuò)了，確實(shí)不是override，雖然有的override并不需要override關(guān)鍵字。protected void Finalize()只是“欺騙”了C#編譯器，雖然它有一個(gè)警告。Thanks。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 19:08

將Son中的析構(gòu)函數(shù)取掉后，驗(yàn)證了我的想法，Parent.Finalize沒有被執(zhí)行，可以肯定Parent.Finalize沒有override了。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-23 19:21

這應(yīng)該是微軟的一個(gè)失誤，可能是設(shè)計(jì)人員將base.Finalize想當(dāng)然的看成了被override掉的那個(gè)Finalize方法。而base.Method并不一定是你override掉的方法，這是C#里面的一個(gè)陷阱，也讓C#引入new修飾符后變得復(fù)雜。

有意思的是，在一個(gè)類里面不能同時(shí)寫Finalize和析構(gòu)函數(shù)，編譯器會(huì)提示說已經(jīng)存在了一個(gè)相同簽名的Finalize方法。哈哈。。。。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-25 13:46

再次出現(xiàn)古怪的現(xiàn)象：

public class Parent : Grandpapa , IFinalize
{
// ~Parent(){ Console.WriteLine("Parent.~Parent");}
#region IFinalize 成員

public void Finalize()
{
Console.WriteLine("Parent.IFinalize.Finalize");
}

#endregion
}


這段代碼的執(zhí)行結(jié)果是拋出異常：

未處理的“System.TypeLoadException”類型的異常出現(xiàn)在 未知模塊 中。

其他信息: 方法實(shí)現(xiàn)中引用的聲明不能是 final 方法。類型：TestFinalize.Son，程序集：ConsoleApplication1, Version=1.0.1882.24453, Culture=neutral, PublicKeyToken=null。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-25 13:51

原因可能是在Son中會(huì)自動(dòng)生成一個(gè) override Finalize()方法，而編譯器認(rèn)為這個(gè)Finalize方法是override Parent.IFinalize.Finalize的，所以又報(bào)錯(cuò)。。。。但這發(fā)生在運(yùn)行期。。。。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-28 13:09

IFinalize是一個(gè)什么接口呢？

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-2-28 13:21

如果是一個(gè)自己定義的IFinalize接口：
interface IFinalize
{
void Finalize();
}

我并沒有遇到你所說的問題，能詳細(xì)講一下嗎？

?對不起，發(fā)得匆忙，代碼沒發(fā)全。 2005-3-1 18:29

using System;

namespace TestFinalize
{

public class Parent: IFinalize
{
public void Finalize()
{
Console.WriteLine("Parent.IFinalize.Finalize");
}
}

public class Son : Parent
{
~Son(){ Console.WriteLine("Son.~Son");}
}


public interface IFinalize
{
void Finalize();
}


public class App
{
[STAThread]
public static void Main()
{
Son s=new Son();
s = null;

GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();

Console.ReadLine();
}
}
}


順便說一下，我是在.NET Framework 1.1的環(huán)境下測試的，2.0還沒有測試，因?yàn)閾?jù)說2.0允許在子類中重新實(shí)現(xiàn)接口了。

運(yùn)行結(jié)果：

未處理的“System.TypeLoadException”類型的異常出現(xiàn)在 未知模塊 中。

其他信息: 方法實(shí)現(xiàn)中引用的聲明不能是 final 方法。類型：TestFinalize.Son，程序集：ConsoleApplication1, Version=1.0.1886.32955, Culture=neutral, PublicKeyToken=null。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-3-2 12:09

將程序稍作改動(dòng)，得到了另一個(gè)結(jié)果


public void Finalize()

改為：

public virtual void Finalize() //強(qiáng)令子類能夠覆蓋



結(jié)果：拋出異常。這一次是子類在重寫方法的時(shí)候不能降低訪問級(jí)別。。。。但奇怪的是，所有的這些編譯時(shí)就該出現(xiàn)的問題都是到了程序的運(yùn)行期拋出異常。。。。

?re:C#中Finalize方法的問題 2005-4-10 20:28

^_^,Pretty Good!

?re:C#中Finalize方法的問題 2005-4-16 17:17

^_~

?re:C#中Finalize方法的問題 2005-7-17 11:40

C#中Finalize方法的問題ooeess

?re:C#中Finalize方法的問題 2005-8-1 18:07

C#中Finalize方法的問題ooeess

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-11-13 16:08

我想您誤會(huì)了Anders 的意思了。在《C# Programming Language》的10.12 Destructors一節(jié)中Anders是這樣說的
Destructors are implemented by overriding the virtual method Finalize on System.Object. C# programs are not permitted to override this method or call it (or overrides of it) directly. For instance, the program
class A
{

override protected void Finalize() {} // error

public void F() {

this.Finalize(); // error

}

}
contains two errors.
The compiler behaves as if this method, and overrides of it, do not exist at all。Thus, this program
class A
{
void Finalize() {} // permitted

}
is valid, and the method shown hides System.Object's Finalize method.
從前后文來看，Anders所指的as if the method中的method特指的是object的Finalize方法。而不是您自己所定義的Finalize方法，而Anders后面所舉的例子也正如您說的,自己定義的Finalize方法，hide了System.Object's Finalize方法。

?re: C#中Finalize方法的問題 2005-11-13 17:01

只是Anders沒有明確說當(dāng)hides ojbect這個(gè)Finalize方法的方法是個(gè)virtual的時(shí)候該怎么辦。
當(dāng)沒有virtual這個(gè)modified notation的時(shí)候，Parent 中的Finalize方法hide了obejct的Finalize方法，但還有析構(gòu)語意，所以在GC.Collect（）還會(huì)被調(diào)用。
由于出現(xiàn)了一個(gè)new slot，Finalize在Parent又開辟了一個(gè)繼承鏈體系，跟ojbect的Finalize方法已經(jīng)沒有任何關(guān)系了。Finalize方法在Parent中已經(jīng)變成了沒有析構(gòu)語意的普通方法，當(dāng)然～son也就是overidding的也是這個(gè)沒有任何析構(gòu)語意的Finalize方法，本身也就沒有了析構(gòu)語意。既然沒有析構(gòu)語意，當(dāng)GC.Collect()的時(shí)候按照常理也不應(yīng)該被調(diào)用的。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/cxd4321/archive/2006/10/19/533265.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#中Finalize方法的问题的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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