深入Lazy——.NET Framework 4.0

.NET Framework 4 在一次次跳票中終於發布了，在一次偶然的機會，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>點滴 。

我沒有看過在.NET Framework 4.0 beta2 的 關於 Lazy<T> 的實現，也不知道正式版與之前的版本是否有過改進（改變），我只在這裡來單純地談在.NET Framework 4 中 Lazy<T> 的實現。

1. Lazy<T> 概述

我們也許會遇到這樣一種情況，我們有一個大傢伙（大對象）需要建立，那麼這個對象的建立時需要較長的時間，同時也需要在託管堆上分配較多的空間。

那麼在.NET Framework 4 中提供了這樣一個很聰明的方式：Lazy<T>（我們可以稱之為懶對象）。當然，在之前，很多人也曾對其進行過自己的實現。

那麼我們在這裡就可以把 Lazy<T> 的作用總結為一句話，按需消極式載入。

2. Lazy<T> 的使用

瞭解了Lazy<T>的作用，讓我們就來看下Lazy<T>如何應用。

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");
    }
}

運行結果如下：

這個例子很簡單，也是Lazy<T>最基本，也是最常執行的 App方式。

3. 實現自己的Lazy<T>

在.NET Framework 4.0之前，大對象就是存在的，那麼對於一個大型系統而言，怎麼樣對付一個大對象呢。在我看來有兩點：消極式載入和即時清理。前者解決建立問題，後者解決回收問題。

那麼在來看Lazy<T>的.NET Framework實現之前，我們先來自己實現一個簡單的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;
        }
    }
}

這應該是最簡單版本的Lazy<T>了，沒有安全執行緒檢測，其實什麼都沒有，只有著訪問時建立真實對象，可是對於我們一般的應用來說也許就已經足夠了。

4. Lazy<T>的.NET Framework實現

原本還想解釋下代碼的，可是太多了，解釋不動了…….就寫些主要把。

其實.NET Framework和上面的實現大同小異，有兩點主要的不同：

A. 引入了Boxed內部類：

[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;
    }
}

該內部類取代了我在上面實現中的泛型約束，使之更通用。

但是我們也應該注意到，如果T為結構體，那麼由於T很大，所以裝箱拆箱反而也許是個更耗費效率的事情，因此，個人建議，對實值型別慎用Lazy<T>。

B. 安全執行緒的控制

線上程安全的控制選項中，.NET Framework為我們提供了這樣的枚舉選項：

public enum LazyThreadSafetyMode
{
    None,
    PublicationOnly,
    ExecutionAndPublication
}

不做多餘解釋，關於這三者的具體意思，MSDN中已經說的很清楚了，可參加 這裡 。

裡面的代碼比較麻煩，就不多說了。

5. 完善的大對象解決方案

在 Anytao 文章的回複中，我就提到了一點是：

個人倒覺得Lazy+WeakReference才是實現一個大對象的完整解決之道，一個按需載入，一個不定清理.....

加到一起才完美。

但是 老趙 說：

又不是所有的大對象都需要自動清理……

那麼我就不再重複去總結了，這兩句話加到一起，我想應該可以得出一個比較完善的大對象處理方案吧。

如果這樣，我們是否能對應地去建立一個單獨的實作類別：WeakLazy<T>呢。

這樣相當於我們有了WeakReference，有了Lazy<T>，還有了WeakLazy<T>，那麼我們是不是就可以很完整地根據情況選擇應用了呢！

6. 總結

原本想寫一些稍微深入點的東西，可是寫到最後，發現仍為皮毛而，歎乎…….