第九回 基础才是重中之重~延迟初始化

概念：一个对象的延迟初始化（也称延迟实例化）意味着该对象的创建将会延迟至第一次使用该对象时。 延迟初始化主要用于提高性能，避免浪费计算，并减少程序内存要求。

以下是最常见的方案：

有一个对象的创建开销很大时，应用程序可能不会使用它。 例如，假定您在内存中有一个 Customer 对象，该对象的 Orders 属性返回一个 Orders 对象。 初始化 Orders 对象可能需要创建 Orders 对象的一个大数组（Orders[]），并可能需要数据库连接。 如果用户从不访问 Orders 属性，则没有理由使用系统内存或计算周期来创建 Orders 对象。 通过使用 Lazy<Orders> 将 Orders 对象声明为延迟初始化，可以避免在不使用该对象的情况下浪费系统资源。

有一个对象的创建开销很大，您想要将创建它的时间延迟到完成其他开销大的操作之后。 例如，假定您的应用程序在启动时加载若干个对象实例，但只有一些对象实例需要立即执行。 通过将不必要的对象的初始化延迟到已创建必要的对象之后，可以提高应用程序的启动性能。

尽管您可以编写自己的代码来执行迟缓初始化，但我们建议改用 System..::.Lazy<(Of <(T>)>) 类。 Lazy<(Of <(T>)>) 支持线程安全(在一个线程中创建实例后，对其它线也是共享的)，并提供一致的异常传播策略。

基本语法：

1 Lazy<Orders> Orders=new Lazy<Orders>();

另外，还可以在 Lazy<(Of <(T>)>) 构造函数中传递一个委托，用于在创建时调用包装类的特定构造函数重载，并执行所需的任何其他初始化步骤，如以下示例中所示。

1 Lazy<Orders> _orders = new Lazy<Orders>(() => new Orders(OrderSorted.CreateDate)); //可以重载指定的构造函数，如用来实现一种排序规则

在创建 Lazy 对象之后，在第一次访问 Lazy<(Of <(T>)>) 实例的 Value 属性之前，将不会创建 Orders 的实例。 在第一次访问包装类型时，将会创建并返回该包装类型，并将其存储起来以备任何将来的访问。

1 // 当满足一种条件时，再去创建orders对象
2 if (displayOrders == true)
3 {
4     DisplayOrders(_orders.Value.OrderData);
5 }
6 else
7 {
8     // Don't waste resources getting order data.
9 }

线程安全初始化

默认情况下，Lazy<(Of <(T>)>) 对象是线程安全的。 这意味着如果构造函数未指定线程安全性的类型，它创建的 Lazy<(Of <(T>)>) 对象都是线程安全的。 在多线程方案中，要访问线程安全的 Lazy<(Of <(T>)>) 对象的 Value 属性的第一个线程将为所有线程上的所有后续访问初始化该对象，并且所有线程都共享相同数据。 因此，由哪个线程初始化对象并不重要，争用条件将是良性的。

1 // Initialize the integer to the managed thread id of the
2 // first thread that accesses the Value property.
3 Lazy<int> number = new Lazy<int>(() =>
4      Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
5
6 Thread t1 = new Thread(() =>
7     Console.WriteLine("number on t1 = {0} ThreadID = {1}",
8                       number.Value, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
9 t1.Start();
10
11 Thread t2 = new Thread(() =>
12     Console.WriteLine("number on t2 = {0} ThreadID = {1}",
13                       number.Value, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
14 t2.Start();
15
16 Thread t3 = new Thread(() =>
17     Console.WriteLine("number on t3 = {0} ThreadID = {1}", number.Value,
18                       Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
19 t3.Start();
20
21 // Ensure that thread IDs are not recycled if the
22 // first thread completes before the last one starts.
23 t1.Join();
24 t2.Join();
25 t3.Join();
26
27 /* Sample Output:
28     number on t1 = 11 ThreadID = 11
29     number on t3 = 11 ThreadID = 13
30     number on t2 = 11 ThreadID = 12
31     Press any key to exit.
32 */

实现延迟初始化属性

若要通过使用延迟初始化来实现一个公共属性，请将该属性的支持字段定义为 Lazy<(Of <(T>)>) 对象，并从该属性的 get 访问器返回 Value 属性。

1 class Customer
2 {
3     private Lazy<Orders> _orders;
4     public string CustomerID {get; private set;}
5     public Customer(string id)
6     {
7         CustomerID = id;
8         _orders = new Lazy<Orders>(() =>
9         {
10             // You can specify any additonal
11             // initialization steps here(这个Orders不会应该Customer的实例化，而被实例化，它只会在使时，才会被实例化)
12             return new Orders(this.CustomerID);
13         });
14     }
15
16     public Orders MyOrders
17     {
18         get
19         {
20             // Orders is created on first access here.
21             return _orders.Value;
22         }
23     }
24 }

延时实例化，在大对象时使用比较多，使用Lazy<(Of <(T>)>)我们还可以实现一种泛型的单例基类，看代码：

1  /// <summary>
2     /// 泛型单例基类
3     /// </summary>
4     public abstract class Singleton<TEntity> where TEntity : class
5     {
6         private static readonly Lazy<TEntity> _instance
7           = new Lazy<TEntity>(() =>
8           {
9               var ctors = typeof(TEntity).GetConstructors(
10                   BindingFlags.Instance
11                   | BindingFlags.NonPublic
12                   | BindingFlags.Public);
13               if (ctors.Count() != 1)
14                   throw new InvalidOperationException(String.Format("Type {0} must have exactly one constructor.", typeof(TEntity)));
15               var ctor = ctors.SingleOrDefault(c => c.GetParameters().Count() == 0 && c.IsPrivate);
16               if (ctor == null)
17                   throw new InvalidOperationException(String.Format("The constructor for {0} must be private and take no parameters.", typeof(TEntity)));
18               return (TEntity)ctor.Invoke(null);
19           });
20
21         public static TEntity Instance
22         {
23             get { return _instance.Value; }
24         }
25     }