.NET泛型04,使用Lazy<T>实现延迟加载

对于一些"大对象"的创建，我们常常希望延迟加载，即在需要的时候再创建对象实例。现在Lazy<T>很好地支持了这一特点。主要包括：

• 没有Lazy<T>之前
• Lazy<T>实例
• 延迟加载的本质

没有Lazy<T>之前

在没有Lazy<T>之前，我们通过如下方式实现延迟加载。

public class LazySinleton

{

    private LazySingleton()

    {}

    public static LazySingleton Instance

    {

        get

        {

            return Lazy.data;

        }

    }

    private class Lazy

    {

        static Lazy()

        {}

        internal static readonly LazySingleton data = new LazySingleton();

    }

}

.csharpcode, .csharpcode pre
{
font-size: small;
color: black;
font-family: consolas, "Courier New", courier, monospace;
background-color: #ffffff;
/*white-space: pre;*/
}
.csharpcode pre { margin: 0em; }
.csharpcode .rem { color: #008000; }
.csharpcode .kwrd { color: #0000ff; }
.csharpcode .str { color: #006080; }
.csharpcode .op { color: #0000c0; }
.csharpcode .preproc { color: #cc6633; }
.csharpcode .asp { background-color: #ffff00; }
.csharpcode .html { color: #800000; }
.csharpcode .attr { color: #ff0000; }
.csharpcode .alt
{
background-color: #f4f4f4;
width: 100%;
margin: 0em;
}
.csharpcode .lnum { color: #606060; }

以上
● 通过私有构造函数屏蔽了LazySingleton类通过构造函数创建的方式
● 私有嵌套类Lazy的data字段负责提供一个LazySingleton的实例
● 只能通过LazySingleton的属性Instance，才能拿到内部类Lazy.data所代表的实例

Lazy<T>实例

先看Lazy<T>的定义：

public class Lazy<T>
{
    public Lazy();
    public Lazy(bool isThreadSafe);
    public Lazy(Func<T> valueFactory);
    public Lazy(LazyThreadSafeMode mode);
    public Lazy(Func<T> valueFactory, bool isThreadSafe);
    public Lazy(Funct<T> valueFactory, LazyThreadSafetyMode mode);

    public bool IsValueCreated{get;}
    public T Value {get;}
    public override string ToStirng();
}

通过Lazy<T>的构造函数重载创建对象，再通过体现延迟加载的Value属性来实现对象的创建，并获取对象实例。

public class SomeClass
{
    public int ID{get;set;}
}

Lazy<SomeClass> temp = new Lazy<SomeClass>();
Console.WriteLine(temp.Value.ID);

以上，只适用于没有构造函数的情况，如果有构造函数如何处理呢？
--使用public Lazy(Func<T> valueFactory)，通过委托创建对象

pubic class SomeClass
{
    public int ID{get;set;}
    public SomeClass(int id)
    {
        this.ID = id;
    }
}

Lazy<SomeClass> temp = new Lazy<SomeClass>(() => new Big(100));
Console.WriteLine(temp.Value.ID);

延迟加载的本质

创建自定义延迟加载类。

public class MyLazy<T>
    {
        private volatile object boxed; //volatile说明在多线程状况下，也可以修改该字段
        private Func<T> valueFactory; //委托，用来生产T对象实例

        static MyLazy(){}
        public MyLazy(){}

        public MyLazy(Func<T> valueFactory)
        {
            this.valueFactory = valueFactory;
        }

        public T Value
        {
            get
            {
                Boxed boxed = null;
                if (this.boxed != null)
                {
                    boxed = this.boxed as Boxed;
                    if (boxed != null)
                    {
                        return boxed.value;
                    }
                }
                return this.Init();
            }
        }

        //初始化对象实例
        private T Init()
        {
            Boxed boxed = null;
            if (this.boxed == null)
            {
                boxed = this.CreateValue();
                this.boxed = boxed;
            }
            return boxed.value;
        }

        //创建内部类实例
        private Boxed CreateValue()
        {
            //如果创建对象实例的委托valueFactory存在
            if (this.valueFactory != null)
            {
                //就通过委托生成对象实例
                return new Boxed(this.valueFactory());
            }
            else
            {
                //否则，通过反射生成对象实例
                return new Boxed((T)Activator.CreateInstance(typeof(T)));
            }
        }

        //内部嵌套类，通过构造函数对其字段赋值
        private class Boxed
        {
            internal T value;
            internal Boxed(T value)
            {
                this.value = value;
            }
        }
    }

自定义带构造函数的类。

public class Big
    {
        public int ID { get; set; }
        public Big(int id)
        {
            this.ID = id;
        }
    }

自定义创建对象实例的工厂类。

public class BigFactory
    {
        public static Big Build()
        {
            return new Big(10);
        }
    }

客户端调用。

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyLazy<Big> temp = new MyLazy<Big>(() => BigFactory.Build());
            Console.WriteLine(temp.Value.ID);
            Console.ReadKey();
        }
    }

延迟加载的本质大致是：

● 由延迟加载类的内部嵌套类产生对象实例
● 再通过延迟加载类的某个属性来延迟获取对象实例，而对象实例是通过委托等方式创建的

参考资料：
《你必须知道的.NET(第2版)》，作者王涛。

".NET泛型"系列包括：

.NET泛型01,为什么需要泛型,泛型基本语法

.NET泛型02,泛型的使用

.NET泛型03,泛型类型的转换,协变和逆变

.NET泛型04,使用Lazy<T>实现延迟加载