C#线程安全的延迟初始化详解（小白也能掌握的Lazy使用指南）

什么是 Lazy<T>？

Lazy<T> 是 .NET 提供的一个泛型类，用于封装一个值类型或引用类型的延迟初始化逻辑。它的核心优势在于：

• 只在首次访问 Value 属性时才执行初始化；
• 默认提供线程安全保证（可通过构造函数配置）；
• 代码简洁、可读性强，避免手动编写双重检查锁定（Double-Checked Locking）等复杂逻辑。

基础用法示例

下面是一个简单的非线程安全示例（仅用于演示基本概念）：

// 创建一个 Lazy<string> 实例var lazyMessage = new Lazy<string>(() => {    Console.WriteLine("正在初始化...");    return "Hello, Lazy!";});// 第一次访问 Value 才会触发初始化Console.WriteLine(lazyMessage.Value); // 输出：正在初始化... \n Hello, Lazy!Console.WriteLine(lazyMessage.IsValueCreated); // True

注意：上述代码在单线程环境下工作良好，但在多线程场景下可能多次执行初始化委托（即多次打印“正在初始化...”）。

实现线程安全的延迟初始化

要确保 Lazy<T> 在多线程环境中只初始化一次，只需在构造时指定线程安全模式。.NET 提供了三种模式（通过 LazyThreadSafetyMode 枚举）：

• None：无任何线程安全措施（不推荐用于多线程）；
• PublicationOnly：允许多个线程同时初始化，但只保留第一个完成的结果；
• ExecutionAndPublication（默认）：完全线程安全，确保初始化逻辑只执行一次。

推荐使用默认模式（即完全线程安全）。示例如下：

// 线程安全的 Lazy 实例（默认模式）var threadSafeLazy = new Lazy<ExpensiveObject>(    () => new ExpensiveObject(),    LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication);// 或者更简洁地（因为 ExecutionAndPublication 是默认值）var lazyObj = new Lazy<ExpensiveObject>(() => new ExpensiveObject());// 在多线程中安全使用class ExpensiveObject{    public ExpensiveObject()    {        Console.WriteLine($"对象在 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 线程创建");        Thread.Sleep(100); // 模拟耗时操作    }}// 测试多线程访问var tasks = Enumerable.Range(1, 5)    .Select(_ => Task.Run(() => Console.WriteLine(threadSafeLazy.Value)))    .ToArray();Task.WaitAll(tasks);// 输出只会显示一次“对象在 X 线程创建”

为什么选择 Lazy<T> 而不是手动加锁？

虽然你可以使用 lock 关键字或 Monitor 手动实现线程安全的延迟初始化，但这样容易出错（如经典的双重检查锁定陷阱），且代码冗长。而 Lazy<T> 经过微软团队高度优化和充分测试，能自动处理各种边界情况，是实现延迟初始化的最佳实践。

总结

通过本文，你已经掌握了 C# 中使用 Lazy<T> 实现线程安全的延迟初始化方法。记住以下要点：

• 优先使用 new Lazy<T>(Func<T>) 构造函数；
• 除非有特殊需求，否则不要更改默认的线程安全模式；
• 避免在初始化委托中抛出异常（会导致后续所有访问都失败）；
• 结合 IsValueCreated 属性可判断是否已初始化。

现在，你可以在自己的项目中安全、高效地使用延迟初始化了！无论是构建高性能服务还是桌面应用，C#线程安全的 Lazy<T> 都是你值得信赖的工具。

关键词回顾：C#线程安全、延迟初始化、Lazy<T>、多线程编程