一文掌握 C# Lazy：延迟加载利器

原创已于 2025-08-05 00:22:15 修改 · 996 阅读

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#c# #开发语言 #.net

于 2025-08-04 23:59:28 首次发布

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在日常开发中，你是否遇到过这些问题？
● 程序启动缓慢，因为初始化了大量可能用不到的资源？
● 某个大对象创建耗时，拖累了整个模块的响应速度？
● 想写线程安全的单例，却被双重检查锁搞得头晕眼花？
Lazy 正是 C# 为解决这类问题而生的优雅方案！它通过 “延迟初始化”** 的核心机制，将对象的创建推迟到第一次真正被访问的时刻，从而显著提升程序效率与资源利用率。今天，我们就来深入探讨下这个性能优化的利器。

一、Lazy是什么？

我们先看看官方的解释
在这里插入图片描述
Lazy本质上来说是一个泛型类，他有着延迟创建的特性，只有当代码首次访问其.Value属性时，Lazy才会症状的调用创建目标对象

// 1. 创建 Lazy<T> 实例，指定如何创建 ExpensiveResource (此时并未创建！)
Lazy<ExpensiveResource> lazyResource = new Lazy<ExpensiveResource>(() => 
{
    Console.WriteLine("正在创建昂贵的资源...");
    return new ExpensiveResource(); // 模拟高成本操作
});

Console.WriteLine("Lazy 对象已创建，资源未初始化: " + !lazyResource.IsValueCreated);

// 2. 首次访问 .Value，触发初始化！
ExpensiveResource resource = lazyResource.Value; // 输出"正在创建昂贵的资源..."
resource.DoWork();

// 3. 后续访问，直接获取缓存对象
ExpensiveResource sameResource = lazyResource.Value; // 无输出，直接返回
Console.WriteLine("资源已初始化: " + lazyResource.IsValueCreated);

二、Lazy的核心使用场景

1.优化高开销对象初始化：

对象创建成本极高，避免在程序启动或对象构造时就承担不必要的开销

2.需加载非必需资源：

某些资源或功能可能根本不会被使用，完全避免初始化那些最终未被使用的资源

3.实现安全的单例模式：

安全机制下实现懒汉单例

代码实现

public class Singleton
{
    // 私有静态 readonly Lazy 实例
    private static readonly Lazy<Singleton> _instance = 
        new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

    // 公有静态访问点
    public static Singleton Instance => _instance.Value; 

    // 私有构造函数
    private Singleton() 
    {
        Console.WriteLine("Singleton实例被创建！");
    }
}
// 使用：Singleton obj = Singleton.Instance; // 首次访问时创建

在代码实现中我们需要注意，在单例情况下声明Lazy应该指定其构造函数
正确写法：

private static readonly Lazy<Singleton> _instance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());

错误写法：不指定其构造函数

private static readonly Lazy<Singleton> _instance = new Lazy<Singleton>();

在我们不指定构造函数，且构造函数私有的情况下，将产生如下报错

在这里插入图片描述

三、Lazy的多线程守护方式

Lazy 的强大之处在于其内置的、可配置的线程安全机制，这是手动实现难以比拟的优势。通过 LazyThreadSafetyMode 枚举，你可以精确控制其行为

1. LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication (默认且最常用)

机制：完全线程安全。采用类似优化的双重检查锁或更高效的机制。
保证：有且只有一个线程会执行初始化委托 (valueFactory)，并且所有线程看到的 .Value 都是同一个、完全初始化好的对象。
适用：绝大多数需要多线程共享 Lazy 实例的场景。单例模式的标准选择。

2. LazyThreadSafetyMode.PublicationOnly

机制：仅保证发布结果的线程安全。允许多个线程并发执行初始化委托。
保证：第一个完成初始化的线程将其结果发布给所有等待的线程，后续线程丢弃自己创建的结果（即使创建了也白创建）。最终所有线程看到的 .Value 是第一个成功创建的对象。初始化委托可能被执行多次！
适用：初始化逻辑本身完全线程安全、无副作用且可重复执行，并且你能接受潜在的多余初始化开销。追求更高的并发吞吐量时考虑。