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c# LazyInitializer 的用法 c#线程安全的延迟初始化

畫卷琴夢

畫卷琴夢

发布时间:2026-01-19 11:47:02

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来源于php中文网

原创

LazyInitializer.EnsureInitialized 更轻量,因其不创建 Lazy 对象,直接在字段上原子赋值,避免状态机、委托封装及同步开销;适用于简单延迟初始化场景,但需注意异常缓存与闭包变量线程安全。

c# lazyinitializer 的用法 c#线程安全的延迟初始化

LazyInitializer.EnsureInitialized 为什么比 new Lazy() 更轻量

LazyInitializer.EnsureInitialized 不创建额外对象,直接在字段上做原子赋值;而 Lazy 是一个完整类,带状态机、委托封装和线程同步开销。当只需“首次调用时初始化一次”,且初始化逻辑简单(比如 new 一个对象),EnsureInitialized 更合适。

典型适用场景:静态只读字段、实例字段的延迟构造,尤其在高频访问但初始化成本高、又不希望引入 Lazy 对象分配的场合。

  • 必须配合 ref 参数使用,目标字段类型为 T(不是 Lazy
  • 初始化委托 Func 只会在第一次调用时执行,后续返回已存值
  • 内部用 Interlocked.CompareExchange 保证线程安全,无锁路径下性能接近普通字段读取

如何正确使用 EnsureInitialized 避免重复初始化或空引用

常见错误是把未初始化的字段传入后,又在外部判空再调用 —— 这会破坏原子性,导致多次初始化或竞态。正确做法是始终通过 EnsureInitialized 访问,不单独判空。

例如,以下写法危险:

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if (_instance == null) // ❌ 竞态窗口:可能多个线程同时进入
{
    _instance = CreateInstance();
}

应统一走 EnsureInitialized

private static SomeService _instance;
private static readonly object _lock = new object();

public static SomeService Instance
{
    get => LazyInitializer.EnsureInitialized(ref _instance, () => new SomeService());
}
  • 字段 _instance 声明为 SomeService,不是 Lazy
  • 初始化委托必须是纯函数(无副作用),否则重复执行会出问题(虽然实际不会重复,但逻辑上不能假设只跑一次)
  • 如果初始化可能抛异常,异常会被缓存并每次重抛 —— 这点和 LazyIsValueCreated 行为一致

EnsureInitialized 和 Lazy 在异常处理上的关键差异

两者都会缓存首次初始化时抛出的异常,并在后续访问时原样重抛。但 LazyInitializer 没有暴露类似 Lazy.IsValueCreatedLazy.Value 的状态查询机制,也无法区分“尚未初始化”和“初始化失败”。这意味着:一旦初始化委托抛异常,该字段将永远处于“失败态”,后续所有访问都直接抛同一异常。

  • 无法重试:没有 Retry 或重置方法,只能靠外部重建字段(如用 volatile + 手动锁)
  • 调试困难:异常堆指向 EnsureInitialized 内部,需检查委托内代码
  • 若需容错或重试逻辑,应改用 Lazy 并捕获其 Value getter 异常,或自行封装带重试的初始化逻辑

多参数初始化或依赖注入场景下怎么写

LazyInitializer.EnsureInitialized 只接受无参 Func,不支持直接传参。若初始化需要外部依赖(如 IOptions),必须提前捕获闭包变量。

private static MyProcessor _processor;
private static IOptions _config;

public static void Initialize(IOptions config) => _config = config;

public static MyProcessor Processor => 
    LazyInitializer.EnsureInitialized(ref _processor, () => new MyProcessor(_config.Value));
  • 闭包变量(如 _config)必须在线程安全前提下被设置,否则可能捕获到 null 或旧值
  • 避免在 lambda 中调用虚方法或可能被重写的成员,因初始化时机不确定,对象状态可能未就绪
  • 若依赖项本身也是延迟初始化的,需确保其初始化顺序 —— EnsureInitialized 不提供依赖拓扑管理能力
实际用的时候,最容易被忽略的是异常缓存行为和闭包变量的生命周期管理。这两个点不注意,线上可能表现为“服务启动后首次调用必失败,之后一直失败”,而不是预期的“失败后下次重试成功”。

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