C#性能優化：延遲初始化Lazy

1. 概述

我們創建某一個對象需要很大的消耗，而這個對象在運行過程中又不一定用到，為了避免每次運行都創建該對象，這時候延遲初始化（也叫延遲實例化）就出場了。

延遲初始化出現於.NET 4.0，主要用於提高性能，避免浪費計算，並減少程序內存要求。也可以稱為，按需加載。

2. 基本語法

Lazy<T> xx = new Lazy<T>();//xx代表變量名

3. 舉例實現

首先創建一個Student類，代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace LazyTest
{
    class Student
    {
        public Student()
        {
            this.Name = "DefaultName";
            Console.WriteLine("調用Student的構造函數");
        }

        public string Name { get; set; }
    }
}

創建一個控制台程序，代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace LazyTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Lazy<Student> student = new Lazy<Student>();
            if (!student.IsValueCreated)
            {
                Console.WriteLine("Student未初始化");
            }
            Console.WriteLine(student.Value.Name);
            if (student.IsValueCreated)
            {
                Console.WriteLine("Student已經初始化");
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

設置斷點調試后發現，在new完之后，student的IsValueCreated的值是false，value的值是null

接着往下走，調用到Name屬性時，student的IsValueCreated的值是true，value的值已經不為null了

運行結果：

結果可以看出，Student是在輸出Name屬性才進行初始化的，也就是在第一次使用時才會去初始化，這樣就可以達到減少消耗的目的。

這個例子很簡單，也是Lazy<T>最基本的使用方式。我們還可以使用 Lazy<T> 的重載函數 Lazy<T> (Func<T>) 傳入一個帶返回值的委托來設置延遲初始化對象的屬性值。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace LazyTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Lazy<Student> student = new Lazy<Student>(() => new Student { Name = "SetName" });
            if (!student.IsValueCreated)
            {
                Console.WriteLine("Student未初始化");
            }
            Console.WriteLine(student.Value.Name);
            if (student.IsValueCreated)
            {
                Console.WriteLine("Student已經初始化");
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

運行結果：

注：Lazy<T> 對象初始化默認是線程安全的，在多線程環境下，第一個訪問 Lazy<T> 對象的 Value 屬性的線程將初始化 Lazy<T> 對象，以后訪問的線程都將使用第一次初始化的數據。

4. 應用場景

有一個對象的創建開銷很大，而程序可能不會使用它。例如，假定您的程序在啟動時加載若干個對象實例，但只有一些對象實例需要立即執行。通過將不必要的對象的初始化延遲到已創建必要的對象之后，可以提高程序的啟動性能。