• using語句在Dispose模式中的應用

　　1. 引言

　　在.NET大家庭中，有不少的關鍵字承擔了多種角色，例如new關鍵字就身兼數職，除了能夠建立物件，在繼承體系中隱藏基類成員，還在泛型宣告中約束可能用作型別引數的引數，在[第五回：深入淺出關鍵字---把new說透]我們對此都有詳細的論述。本文，將把目光轉移到另外一個身兼數職的明星關鍵字，這就是using關鍵字，在詳細討論using的多重身份的基礎上來了解.NET在語言機制上的簡便與深邃。

　　那麼，using的多重身份都體現在哪些方面呢，我們先一睹為快吧：

　　• 引入名稱空間

　　• 建立別名

　　• 強制資源清理

　　下面，本文將從這幾個角度來闡述using的多彩應用。

　　2. 引入名稱空間

　　using作為引入名稱空間指令的用法規則為：

　　using Namespace;

　　在.NET程式中，最常見的程式碼莫過於在程式檔案的開頭引入System名稱空間，其原因在於System名稱空間中封裝了很多最基本最常用的操作，下面的程式碼對我們來說最為熟悉不過：

　　using System;

　　這樣，我們在程式中就可以直接使用名稱空間中的型別，而不必指定詳細的型別名稱。using指令可以訪問巢狀名稱空間。

　　關於：名稱空間

　　名稱空間是.NET程式在邏輯上的組織結構，而並非實際的物理結構，是一種避免類名衝突的方法，用於將不同的資料型別組合劃分的方式。例如，在.NET中很多的基本型別都位於System名稱空間，資料操作型別位於System.Data名稱空間，

　　誤區：
　　• using類似於Java語言的import指令，都是引入名稱空間（Java中稱作包）這種邏輯結構；而不同於C語言中的#include指令，用於引入實際的類庫，

　　• using引入名稱空間，並不等於編譯器編譯時載入該名稱空間所在的程式集，程式集的載入決定於程式中對該程式集是否存在呼叫操作，如果程式碼中不存在任何呼叫操作則編譯器將不會載入using引入名稱空間所在程式集。因此，在原始檔開頭，引入多個名稱空間，並非載入多個程式集，不會造成“過度引用”的弊端。

　　3. 建立別名

　　using為名稱空間建立別名的用法規則為：

　　using alias = namespace | type;

　　其中namespace表示建立名稱空間的別名；而type表示建立類型別名。例如，在.NET Office應用中，常常會引入Microsoft.Office.Interop.Word.dll程式集，在引入名稱空間時為了避免繁瑣的型別輸入，我們通常為其建立別名如下：

　　using MSWord = Microsoft.Office.Interop.Word;

　　這樣，就可以在程式中以MSWord來代替Microsoft.Office.Interop.Word字首，如果要建立Application物件，則可以是這樣，

　　private static MSWord.Application ooo = new MSWord.Application();

　　同樣，也可以建立型別的別名，用法為：

 
using MyConsole = System.Console;

class UsingEx

{
    public static void Main()

    {
        MyConsole.WriteLine("應用了類的別名。");
    }
}

　　而建立別名的另一個重要的原因在於同一cs檔案中引入的不同名稱空間中包括了相同名稱的型別，為了避免出現名稱衝突可以通過設定別名來解決，例如：

namespace Anytao.Essential.Demos
{
    using BoyPlayer = Boyspace.Player;
    using GirlPlayer = GirlSpace.Player;

    class UsingEx
    {
        public static void Main()
        {
            BoyPlayer.Play();
            GirlPlayer.Play();
        }
    }
}

namespace Boyspace
{
    public class Player
    {
        public static void Play()
        {
            System.Console.WriteLine("Boys play football.");
        }
    }
}

namespace Girlspace
{
    public class Player
    {
        public static void Play()
        {
            System.Console.WriteLine("Girls play violin.");
        }
    }
}

　　4. 強制資源清理

　　4.1 由來

　　要理解清楚使用using語句強制清理資源，就首先從瞭解Dispose模式說起，而要了解Dispose模式，則應首先了解.NET的垃圾回收機制。這些顯然不是本文所能完成的巨集論，我們只需要首先明確的是.NET提供了Dispose模式來實現顯式釋放和關閉物件的能力。

　　Dispose模式

　　Dispose模式是.NET提供的一種顯式清理物件資源的約定方式，用於在.NET 中釋放物件封裝的非託管資源。因為非託管資源不受GC控制，物件必須呼叫自己的Dispose()方法來釋放，這就是所謂的Dispose模式。從概念角度來看，Dispose模式就是一種強制資源清理所要遵守的約定；從實現角度來看，Dispose模式就是讓要一個型別實現IDisposable介面，從而使得該型別提供一個公有的Dispose方法。

　　本文不再討論如何讓一個型別實現Dispose模式來提供顯示清理非託管資源的方式，而將注意集中在如何以using語句來簡便的應用這種實現了Dispose模式的型別的資源清理方式。我們在記憶體管理與垃圾回收章節將有詳細的討論。

　　using語句提供了強制清理物件資源的便捷操作方式，允許指定何時釋放物件的資源，其典型應用為：

using (Font f = new Font("Verdana", 12, FontStyle.Regular))
{
    //執行文字繪製操作

    Graphics g = e.Graphics;

    Rectangle rect = new Rectangle(10, 10, 200, 200);

    g.DrawString("Try finally dispose font.", f, Brushes.Black, rect);

}//執行結束，釋放f物件資源

　　上述典型應用中，using語句在結束時會自動呼叫欲被清除物件的Dispose()方法。因此，該Font物件必須實現IDispose介面，才能使用using語句強制物件清理資源。我們檢視其型別定義可知：

　　public sealed class Font : MarshalByRefObject, ICloneable, ISerializable, IDisposable

　　Font型別的確實現了IDisposeable介面，也就具有了顯示回收資源的能力。然而，我們並未從上述程式碼中，看出任何使用Dispose方法的蛛絲馬跡，這正式using語句帶來的簡便之處，其實質究竟怎樣呢？

　　4.2 實質

　　要想了解using語句的執行本質，瞭解編譯器在背後做了哪些手腳，就必須迴歸到IL程式碼中來揭密才行：

.method public hidebysig static void Main() cil managed

{

 .entrypoint

 // 程式碼大小       40 (0x28)

 .maxstack 4

 .locals init ([0] class [System.Drawing]System.Drawing.Font f,

           [1] bool CS$4$0000)

 IL_0000: nop

 IL_0001: ldstr      "Verdana"

 IL_0006: ldc.r4     12.

 IL_000b: ldc.i4.0

 IL_000c: newobj     instance void [System.Drawing]System.Drawing.Font::.ctor(string,float32,

     valuetype [System.Drawing]System.Drawing.FontStyle)

 IL_0011: stloc.0

 .try

 {

……部分省略……

 } // end .try

 finally

 {

……部分省略……

    IL_001f: callvirt   instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()

    IL_0024: nop

    IL_0025: endfinally

 } // end handler

 IL_0026: nop

 IL_0027: ret

} // end of method UsingDispose::Main

　　顯然，編譯器在自動將using生成為try-finally語句，並在finally塊中呼叫物件的Dispose方法，來清理資源。

　　在.NET規範中，微軟建議開放人員在呼叫一個型別的Dispose()或者Close()方法時，將其放在異常處理的finally塊中。根據上面的分析我們可知，using語句正是隱式的呼叫了型別的Dispose方法，因此以下的程式碼和上面的示例是完全等效的：

Code
Font f2 = new Font("Arial", 10, FontStyle.Bold);

try

{

//執行文字繪製操作

    Graphics g = new Graphics();

    Rectangle rect = new Rectangle(10, 10, 200, 200);

    g.DrawString("Try finally dispose font.", f2, Brushes.Black, rect);  

}

finally

{

    if (f2 != null)

        ((IDisposable)f2).Dispose();

}

　　4.3 規則

　　• using只能用於實現了IDisposable介面的型別，禁止為不支援IDisposable介面的型別使用using語句，否則會出現編譯時錯誤；
　　• using語句適用於清理單個非託管資源的情況，而多個非託管物件的清理最好以try-finnaly來實現，因為巢狀的using語句可能存在隱藏的Bug。內層using塊引發異常時，將不能釋放外層using塊的物件資源。
　　• using語句支援初始化多個變數，但前提是這些變數的型別必須相同，例如：

using(Pen p1 =new Pen(Brushes.Black), p2 =new Pen(Brushes.Blue))
{
}

　　否則，編譯將不可通過。不過，還是有變通的辦法來解決這一問題，原因就是應用using語句的型別必然實現了IDisposable介面，那麼就可以以下面的方式來完成初始化操作，

using (IDisposable font = new Font("Verdana", 12, FontStyle.Regular), pen = new Pen(Brushes.Black))
{
    float size = (font as Font).Size;

    Brush brush = (pen as Pen).Brush;
}

　　另一種辦法就是以使用try-finally來完成，不管初始化的物件型別是否一致。
　　• Dispose方法用於清理物件封裝的非託管資源，而不是釋放物件的記憶體，物件的記憶體依然由垃圾回收器控制。

　　• 程式在達到using語句末尾時退出using塊，而如果到達語句末尾之前引入異常則有可能提前退出。

　　• using中初始化的物件，可以在using語句之前宣告，例如：

Font f3 =new Font("Verdana", 9, FontStyle.Regular);
using (f3)
{
//執行文字繪製操作}

　　5. 結論

　　一個簡單的關鍵字，多種不同的應用場合。本文從比較全面的角度，詮釋了using關鍵字在.NET中的多種用法，值得指出的是這種用法並非實現於.NET的所有高階語言，本文的情況主要侷限在C#中。