深入Lazy——.NET Framework 4.0

.NET Framework 4 在一次次跳票中終于發(fā)布了，在一次偶然的機(jī)會(huì)，我看到了 Anytao 的 [你必須知道的.NET]第三十三回，深入.NET 4.0之，Lazy<T>點(diǎn)滴 。

我沒有看過在.NET Framework 4.0 beta2 的 關(guān)于 Lazy<T> 的實(shí)現(xiàn)，也不知道正式版與之前的版本是否有過改進(jìn)（改變），我只在這里來單純地談在.NET Framework 4 中 Lazy<T> 的實(shí)現(xiàn)。

1. Lazy<T> 概述

我們也許會(huì)遇到這樣一種情況，我們有一個(gè)大家伙（大對(duì)象）需要?jiǎng)?chuàng)建，那么這個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建時(shí)需要較長的時(shí)間，同時(shí)也需要在托管堆上分配較多的空間。

那么在.NET Framework 4 中提供了這樣一個(gè)很聰明的方式：Lazy<T>（我們可以稱之為懶對(duì)象）。當(dāng)然，在之前，很多人也曾對(duì)其進(jìn)行過自己的實(shí)現(xiàn)。

那么我們?cè)谶@里就可以把 Lazy<T> 的作用總結(jié)為一句話，按需延遲加載。

2. Lazy<T> 的使用

了解了Lazy<T>的作用，讓我們就來看下Lazy<T>如何應(yīng)用。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Lazy<Large> lazyObject = new Lazy<Large>();
Console.WriteLine(lazyObject.IsValueCreated);
lazyObject.Value.Test();
Console.WriteLine(lazyObject.IsValueCreated);
}
}

[Serializable]
class Large
{
public Large() { }
public void Test()
{
Console.WriteLine("Test");
}
}
運(yùn)行結(jié)果如下：

 

這個(gè)例子很簡單，也是Lazy<T>最基本，也是最常用的應(yīng)用方式。

3. 實(shí)現(xiàn)自己的Lazy<T>

在.NET Framework 4.0之前，大對(duì)象就是存在的，那么對(duì)于一個(gè)大型系統(tǒng)而言，怎么樣對(duì)付一個(gè)大對(duì)象呢。在我看來有兩點(diǎn)：延遲加載和即時(shí)清理。前者解決創(chuàng)建問題，后者解決回收問題。

那么在來看Lazy<T>的.NET Framework實(shí)現(xiàn)之前，我們先來自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的Lazy<T>吧。

class MyLazy<T> where T : new()
{
private T value;
private bool isLoaded;
public MyLazy()
{
isLoaded = false;
}
public T Value
{
get
{
if (!isLoaded)
{
value = new T();
isLoaded = true;
}
return value;
}
}
}
這應(yīng)該是最簡單版本的Lazy<T>了，沒有線程安全檢測，其實(shí)什么都沒有，只有著訪問時(shí)創(chuàng)建真實(shí)對(duì)象，可是對(duì)于我們一般的應(yīng)用來說也許就已經(jīng)足夠了。

4. Lazy<T>的.NET Framework實(shí)現(xiàn)

原本還想解釋下代碼的，可是太多了，解釋不動(dòng)了…….就寫些主要把。

其實(shí).NET Framework和上面的實(shí)現(xiàn)大同小異，有兩點(diǎn)主要的不同：

A. 引入了Boxed內(nèi)部類：

[Serializable]
private class Boxed
{
// Fields
internal T m_value;

// Methods
[TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
internal Boxed(T value)
{
this.m_value = value;
}
}
該內(nèi)部類取代了我在上面實(shí)現(xiàn)中的泛型約束，使之更通用。

但是我們也應(yīng)該注意到，如果T為結(jié)構(gòu)體，那么由于T很大，所以裝箱拆箱反而也許是個(gè)更耗費(fèi)效率的事情，因此，個(gè)人建議，對(duì)值類型慎用Lazy<T>。

B. 線程安全的控制

在線程安全的控制選項(xiàng)中，.NET Framework為我們提供了這樣的枚舉選項(xiàng)：

public enum LazyThreadSafetyMode
{
None,
PublicationOnly,
ExecutionAndPublication
}
不做多余解釋，關(guān)于這三者的具體意思，MSDN中已經(jīng)說的很清楚了，可參加 這里 。

里面的代碼比較麻煩，就不多說了。

5. 完善的大對(duì)象解決方案

在 Anytao 文章的回復(fù)中，我就提到了一點(diǎn)是：

個(gè)人倒覺得Lazy+WeakReference才是實(shí)現(xiàn)一個(gè)大對(duì)象的完整解決之道，一個(gè)按需加載，一個(gè)不定清理.....
加到一起才完美。

但是 老趙 說：

又不是所有的大對(duì)象都需要自動(dòng)清理……

那么我就不再重復(fù)去總結(jié)了，這兩句話加到一起，我想應(yīng)該可以得出一個(gè)比較完善的大對(duì)象處理方案吧。

如果這樣，我們是否能對(duì)應(yīng)地去創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)類：WeakLazy<T>呢。

這樣相當(dāng)于我們有了WeakReference，有了Lazy<T>，還有了WeakLazy<T>，那么我們是不是就可以很完整地根據(jù)情況選擇應(yīng)用了呢！

6. 總結(jié)

原本想寫一些稍微深入點(diǎn)的東西，可是寫到最后，發(fā)現(xiàn)仍為皮毛而，嘆乎……