如何使用 C# 中的 Lazy

延遲初始化 是一種將對象的創建延遲到第一次需要用時的技術,換句話說,對象的初始化是發生在真正需要的時候才執行,值得注意的是,術語 延遲初始化延遲實例化 的意思是相同的——可以互換使用,通過使用 延遲初始化 技術,可以避免應用程序不必要的計算和內存消耗,這篇文章我們將會討論如何在 C# 中使用 延遲初始化。

有些朋友聽完這些可能會懵逼,接下來用一個簡單的例子來了解下 延遲加載 的場景,考慮下面兩個類, CustomerOrder, Customer 類包含了一個 Orders 屬性,一個人肯定會有很多的訂單,也就意味着它可能包含了很多的數據,甚至還需要連接數據庫去獲取 Orders 記錄,在這種場景下,沒必要給 customer 集合中的所有人都帶上完整的 orders,這個初始化開銷是巨大的,優化點就是不加載 Orders,直到某些 customer 真的需要 Orders 時才按需灌入。

使用 Lazy<T>

你可以自己寫一段邏輯來實現 延遲初始化,在 .Net Framework 4.0 之後就沒必要了, 因爲在 System 命名空間下已經提供了 Lazy<T>,而且還是 線程安全 的,可以使用這個類來延遲 資源密集型 的對象按需創建。

當使用 Lazy<T> 的時候,這裏的 T 就是你要延遲的集合,那如何做到按需加載呢?調用 Lazy<T>.Value 即可,下面的代碼片段展示瞭如何使用 Lazy<T>


Lazy<IEnumerable<Order>> orders = new Lazy<IEnumerable<Order>>();
IEnumerable<Order> result = lazyOrders.Value;

現在,考慮下面的兩個類: AuthorBlog,一個作者可以寫很多文章,所以這兩個類之間是 一對多 的關係,下面的代碼片段展示了這種關係。


    public class Author
    {
        public int Id { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
        public string Address { get; set; }
        public List<Blog> Blogs { get; set; }
    }
    public class Blog
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Title { get; set; }
        public DateTime PublicationDate { get; set; }
    }

值得注意的是,關係型數據庫中的 一對多 關係映射到對象模型就是 Author 類中增加一個 List Blogs 屬性,使用這個屬性,Author 就可以維持一個或者多個 Blog 實例對象,對吧。

現在假定在 用戶界面 上僅需展示 Author 的基礎信息,比如說:(firstname,lastname,address),在這種場景下,給 Author 對象加載 Blogs 集合是毫無意義的,當真的需要加載 Blogs 時,執行 Blogs.Value 即可立即執行,下面展示了 Lazy<Blog> Blogs 的用法。


    public class Author
    {
        public int Id { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
        public string Address { get; set; }
        public Lazy<IList<Blog>> Blogs => new Lazy<IList<Blog>>(() => GetBlogDetailsForAuthor(this.Id));
        private IList<Blog> GetBlogDetailsForAuthor(int Id)
        {
       //Write code here to retrieve all blog details for an author.
        }
    }

使用通用的 Lazy

接下來讓我們看看如何使用泛型的 Lazy 實現單例模式,下面的 StateManager 是線程安全的,同時爲了演示 延遲初始化,我使用了 靜態構造函數 來確保 C# 編譯器不會將它標記爲 beforefieldinit


    public sealed class StateManager
    {
        private StateManager()
        {
        }

        public static StateManager Instance
        {
            get
            {
                return Nested.obj;
            }
        }
        private class Nested
        {
            static Nested()
            {
            }
            internal static readonly StateManager obj = new StateManager();
        }
    }

下面我用 Lazy<T> 來包裝 StateManager,你會發現使用 Lazy<T> 來做延遲初始化真的是太簡單了。。。


    public class StateManager
    {
        private static readonly Lazy<StateManager> obj = new Lazy<StateManager>(() => new StateManager());
        private StateManager() { }
        public static StateManager Instance
        {
            get
            {
                return obj.Value;
            }
        }
    }

可以瞄一下上面代碼的 Instance 屬性,它被做成只讀屬性了,同時也要注意 obj.Value 也是一個只讀屬性。


    public class Lazy<T>
    {
        public T Value
        {
            get
            {
                if (_state != null)
                {
                    return CreateValue();
                }
                return _value;
            }
        }
    }

延遲初始化 是一個很不錯的性能優化技術,它允許你將那些 資源密集型 的對象延遲到你真正需要加載的時候再加載,大家結合自己的場景盡情的使用吧!

譯文鏈接:https://www.infoworld.com/article/3227207/how-to-perform-lazy-initialization-in-c.html

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