.NET Discovery 系列之四：深入理解 .NET 垃圾收集機制（下）— Dispose、GC.Collect、Finalize、WeakReference 實戰

承接上篇 GC 運作模式，深入解析四大關鍵主題與實務模式。

1. Dispose() 模式：釋放非託管資源標準作法

• 實作 IDisposable，釋放託管與非託管資源。
• 基類實作 IDisposable 時，衍生類必須 override Dispose(bool) 並呼叫 base.Dispose(disposing)。
• using 編譯後等同 try-finally，離開區塊自動呼叫 Dispose()（IL 驗證完全一致）。

2. GC.Collect()：慎用

• 顯式呼叫會強制 Full GC，含標記、壓縮、修正指標，極度消耗 CPU。
• GC 由「策略引擎」根據回收效率動態調整頻率；人為干擾會誤導引擎降低自動 GC 頻率，反而降低效能。
• 原則：空間換時間（快取），非 時間換空間（強制 GC）。CPU 比記憶體貴。
• 例外：明確掌握大量短期物件產生時機（如批次處理結束）可考慮呼叫。

3. Finalize (解構函數) 與物件復活

• 僅釋放非託管資源，不可觸碰託管資源（順序不可預測、可能已被回收）。
• 含 Finalize 物件需 兩次 GC 才能回收：
1. 首次 GC：從 Finalization Queue 移至 Freachable Queue（物件復活），執行 Finalize。
2. 二次 GC：Finalization Queue 已無記錄，正式回收。
• GC.SuppressFinalize(this) 用於 Dispose() 中，避免重複清理成本。
• GC.ReRegisterForFinalize 可重新註冊 Finalize（罕用）。

標準 Dispose/Finalize 雙重保險模式

public class Resource : IDisposable {
    bool disposed = false;
    public void Dispose() { Dispose(true); GC.SuppressFinalize(this); }
    protected virtual void Dispose(bool disposing) {
        if (!disposed) {
            if (disposing) { /* 釋放託管資源 */ }
            /* 釋放非託管資源 */
            disposed = true;
        }
    }
    ~Resource() { Dispose(false); }
}

4. WeakReference：大物件快取利器

• 不阻礙 GC 回收，記憶體緊張時自動釋放；未被回收前可重用。
• WeakReference.IsAlive 檢查存活；Target 取得強參考。
• 短弱參考 (預設)：Finalize 後追蹤結束；長弱參考：Finalize 後仍追蹤（不建議干擾 GC 成果）。

var so = new SomeObject();
var wr = new WeakReference(so);
so = null;
GC.Collect();
Console.WriteLine(wr.IsAlive); // False (已被回收)

建議大物件快取採用短弱參考，平衡記憶體與重建成本。