C#—Lazy＜T＞ 类型(延迟初始化/懒加载模式)

C# 的 Lazy<T> 类型

Lazy<T> 是 C# 中的一个类，用于实现延迟初始化（懒加载）模式。它提供了一种线程安全的方式来延迟创建大型或资源密集型对象，直到第一次实际需要时才进行初始化。

主要特点

1. 延迟初始化：对象只有在第一次被访问时才会创建

2. 线程安全：默认情况下是线程安全的，可以确保在多线程环境中只初始化一次

3. 性能优化：避免不必要的资源消耗，特别是对于可能不会使用的资源

基本用法

// 创建一个延迟初始化的对象
Lazy<ExpensiveObject> lazyObject = new Lazy<ExpensiveObject>();

// 实际访问时才会创建对象
ExpensiveObject obj = lazyObject.Value;

构造函数选项

1. 无参数构造函数：使用类型的默认构造函数

   Lazy<MyClass> lazy = new Lazy<MyClass>();

2. 使用初始化函数：

   Lazy<MyClass> lazy = new Lazy<MyClass>(() => new MyClass("param"));

3. 指定线程安全模式：

   // 非线程安全模式（性能更高，适用于单线程）
   Lazy<MyClass> lazy = new Lazy<MyClass>(LazyThreadSafetyMode.None);

实际应用场景

1. 大型资源（如图像、文件）的延迟加载

2. 数据库连接的延迟建立

3. 计算密集型对象的延迟创建

4. 依赖注入框架中的服务延迟实例化

示例

public class ExpensiveService
{
    public ExpensiveService()
    {
        Console.WriteLine("ExpensiveService created!");
        // 模拟耗时初始化
        Thread.Sleep(1000);
    }
    
    public void DoWork() => Console.WriteLine("Working...");
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Lazy<ExpensiveService> lazyService = new Lazy<ExpensiveService>();
        
        Console.WriteLine("Lazy object created, but service not initialized yet");
        
        // 只有在访问Value属性时才会初始化
        lazyService.Value.DoWork();
        
        // 后续访问不会重新初始化
        lazyService.Value.DoWork();
    }
}

输出：

Lazy object created, but service not initialized yet
ExpensiveService created!
Working...
Working...

Lazy<T> 是优化应用程序性能和资源使用的重要工具，特别是在对象创建成本高但可能不需要的情况下。