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.Net中的弱引用字典WeakDictionary和ConditionalWeakTable介紹

 更新時間:2022年06月26日 08:43:34   作者:天方  
這篇文章介紹了.Net中的弱引用字典WeakDictionary和ConditionalWeakTable,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)。對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下

有的時候,我們需要給某些數(shù)據(jù)添加一些附加信息,一種常用的做法是使用一個Dictionary在填充這些附加信息如:

    var data = new Data();
    var tag = new Tag();

    var dictionary = new Dictionary<Data, Tag>();
    dictionary[data] = tag;

這么做本身沒有什么問題,但是卻又一個不小的隱患,那就是在dictionary中保存著了data和tag的引用。當(dāng)data不再使用的時候,需要將其從dictionary中移除,否則data和tag得不到釋放。我們可以用如下代碼說明這個問題:(注意,由于Debug模式有時會影響GC,本文代碼需行在Release模式下)

    class Tag
    {
        public Tag()
        {
            Console.WriteLine("Create Tag");
        }

        ~Tag()
        {
            Console.WriteLine("Release Tag");
        }
    }

    class Data
    {
        public Data()
        {
            Console.WriteLine("Create Data");
        }

        ~Data()
        {
            Console.WriteLine("Release Data");
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        var data = new Data();
        var tag = new Tag();

        var dictionary = new Dictionary<Data, Tag>();
        dictionary[data] = tag;

        data = null;
        GC.Collect();

        Console.WriteLine("After GC");
        Console.ReadLine();
        Console.WriteLine(dictionary);
    }

從運行結(jié)果中可以看出,只有創(chuàng)建的輸出,而沒有釋放的輸出。這個就屬于資源泄漏了。雖然可以通過手動在dictionary中刪除data來實現(xiàn)資源的釋放,但是這樣就要求我們手動管理對象的生命周期了,而這往往不是一個比較容易做到的事情。

究其原因,是由于dictionary中保持著強引用、導(dǎo)致GC不會對其進行回收。找到了這個原因后,那就有相應(yīng)的對策了,那就是改用弱引用來建立關(guān)聯(lián),這樣數(shù)據(jù)就會被GC釋放了。這種觀念關(guān)系我們通常稱為弱字典——WeakDictionary。弱字典也是保存著Key和Value的鍵值對,它滿足如下需求:

  • 字典中保存著Key的弱引用,即使不釋放Key值,也可以被GC回收。

  • 字典中保存的Value的強引用,Key沒有被GC回收前,Value不會被GC回收。

  • 當(dāng)Key被GC回收時,關(guān)聯(lián)關(guān)系從字典中移除,Value也能被GC回收。

知道了需求后,接下來就可以對Dictionary進行簡單的封裝,將其改造成弱字典了。

    static void Main(string[] args)
    {
        var data = new Data();
        var tag = new Tag();

        var dictionary = new Dictionary<WeakReference<Data>, Tag>();
        var key = new WeakReference<Data>(data);
        dictionary[key] = tag;

        data = null;
        GC.Collect();

        Console.WriteLine("After GC");
        Console.ReadLine();
        Console.WriteLine(dictionary);
    }

運行這段代碼后,我們就會發(fā)現(xiàn),Data數(shù)據(jù)能釋放了,但是并不完善,具體體現(xiàn)在如下方面:

  • Tag保存的仍然是強引用,得不到釋放

  • Key數(shù)據(jù)并不是Data類型了,存在一個檢索的問題,否則無法CRUD。

對于第一個問題,可以通過一個Timer來定時清理已經(jīng)釋放了的Key來解決;對于第二個問題,則需要在內(nèi)部通過key來建立Hash表來解決。具體的實現(xiàn)還有點麻煩,也會引入一些新的問題,這里就不繼續(xù)列舉了。

之所以不繼續(xù)改造下去了,是因為這里我是在造重復(fù)輪子,.Net的BCL中本身就已經(jīng)提供了一個弱字典——ConditionalWeakTable,通過ConditionalWeakTable改造上述代碼如下:

    static void Main(string[] args)
    {
        var data = new Data();
        var tag = new Tag();

        var dictionary = new ConditionalWeakTable<Data, Tag>();
        dictionary.Add(data, tag);

        data = null;
        GC.Collect();

        Console.WriteLine("After GC");
        Console.ReadLine();
        Console.WriteLine(dictionary);
    }

從運行結(jié)果來看,GC結(jié)束后,Key和Value都被GC回收掉了(再次強調(diào),需要運行在Release版本下)。

這個類放置在System.Runtime.CompilerServices下,也很少見到有書里面介紹到它。這里我就簡單的介紹一下其接口吧:

    dictionary.Add(data, tag);    //添加    
    dictionary.TryGetValue(data, out tag);    //查詢
    dictionary.Remove(data);    //刪除

這三個是它比較常見的接口,另外還有兩個不大用的接口,這里就不多介紹了。

最后,簡單的試了它的性能,基本上和Dictionary差不多,查詢效率還是非常高的,內(nèi)部應(yīng)該也是一個Hash表。

到此這篇關(guān)于.Net弱引用字典WeakDictionary和ConditionalWeakTable的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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