.NET单例模式的另类实现方式Lazy-轻识

简介

在C#中，Lazy<T> 是一个泛型类，用于延迟加载对象的创建，直到第一次访问该对象时才会实例化。这种延迟加载的方式有助于提高性能和资源利用率，尤其是在处理大量数据或耗时的操作时。主要用途有“延迟加载”，“性能优化”，“单例模式”，本文将介绍Lazy<T>实现单例模式。

Lazy<T>实现单例简介

单例模式是一种创建型设计模式，其目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点以便于其他代码获取该实例。这对于需要共享某些资源或状态的情况非常有用。而Lazy<T>延迟加载对象的特性，可以让对象第一次访问才会实例化，第二次及以后的访问将不再创建新的对象。Lazy<T> 会记住第一次创建的实例，从而实现另类单例模式。

Lazy<T>实现单例案例

以下是一个使用 Lazy<T> 实现单例模式的示例

      
        public class Singleton
      
      
        {
      
      
            // 使用 Lazy<T> 来确保线程安全的延迟加载
      
      
            private static readonly Lazy<Singleton> lazyInstance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton(), LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication);
      
      
        
          

      
      
            // 私有构造函数，防止外部直接实例化
      
      
            private Singleton()
      
      
            {
      
      
                // 初始化操作
      
      
                Console.WriteLine("单例实例创建.");
      
      
            }
      
      
            // 公共访问点，通过 lazyInstance.Value 获取单例实例
      
      
            public static Singleton Instance => lazyInstance.Value;
      
      
        
          

      
      
            public  void  Fun()
      
      
            {
      
      
                Console.WriteLine("调用方法测试：欢迎关注公众号“DOTNET开发跳槽”");
      
      
            }
      
      
        }
      
      
        //调用
      
      
        // 获取单例实例
      
      
        Singleton instance1 = Singleton.Instance;
      
      
        Singleton instance2 = Singleton.Instance;
      
      
        // 验证是否为同一实例
      
      
        Console.WriteLine($"否为同一实例? {instance1 == instance2}");
      
      
        //方法调用
      
      
        instance2.Fun();

在这个例子中，Singleton 类有一个私有的 Lazy<Singleton> 实例，使用 LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication 确保线程安全。通过访问 Singleton.Instance 属性，从而获取单例实例，这会触发 Lazy<T> 去执行构造函数。

执行结果：

调用的时候分两次调用，验证是否相等。并调用了类中的测试方法。从上图的测试结果可以看出他们的实例相同，并且方法成功调用。

是否实用呢？

Lazy<T> 能够实现单例模式也不一定代表实用，下面将介绍它的优缺点。

优势有如下几点：

1、延迟加载：对象只有在需要的时候才被创建，避免了不必要的性能开销。

2、线程安全：Lazy<T> 提供了线程安全的延迟加载，确保只有一个线程创建对象。

3、简洁性：这里的简洁是相对复杂的单例模式，通过 Lazy<T>，可以简洁地实现单例模式，而不需要显式的双重检查锁定等复杂手段。

缺点：

使用 Lazy<T> 实现单例模式的缺点包括潜在的性能开销，延迟加载可能引入复杂性和增加代码难以维护的可能性。此外，全局可访问的单一实例可能导致不必要的耦合和全局状态，而且在多线程环境中可能引入死锁问题。需要仔细权衡利弊，确保 Lazy<T> 的使用符合应用程序的实际需求，并在考虑其他设计选项时保持警觉。

所以在需要延迟加载、避免性能开销和确保线程安全的情况下，使用 Lazy<T> 实现单例模式。

结语

本文介绍了使用Lazy<T>实现单例模式的方法和案例，并归纳了 Lazy<T> 实现单例模式的实用性。大家都Lazy<T>实现单例模式有什么看法，欢迎留言讨论或者吐槽本文。

参考：

1、learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.lazy-1.-ctor?view=net-8.0

2、AI查询

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