Lazy<T>按需延迟加载大对象

1. Lazy<T> 概述

我们也许会遇到这样一种情况，我们有一个大家伙（大对象）需要创建，那么这个对象的创建时需要较长的时间，同时也需要在托管堆上分配较多的空间。

那么在.NET Framework 4 中提供了这样一个很聪明的方式：Lazy<T>（我们可以称之为懒对象）。当然，在之前，很多人也曾对其进行过自己的实现。

那么我们在这里就可以把 Lazy<T> 的作用总结为一句话，按需延迟加载。

2. Lazy<T> 的使用

了解了Lazy<T>的作用，让我们就来看下Lazy<T>如何应用。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Lazy<Large> lazyObject = new Lazy<Large>();
        Console.WriteLine(lazyObject.IsValueCreated);
        lazyObject.Value.Test();
        Console.WriteLine(lazyObject.IsValueCreated);
    }
}

[Serializable]
class Large
{
    public Large() { }
    public void Test() 
    {
        Console.WriteLine("Test");
    }
}

运行结果如下：

这个例子很简单，也是Lazy<T>最基本，也是最常用的应用方式。

3. 实现自己的Lazy<T>

在.NET Framework 4.0之前，大对象就是存在的，那么对于一个大型系统而言，怎么样对付一个大对象呢。在我看来有两点：延迟加载和即时清理。前者解决创建问题，后者解决回收问题。

那么在来看Lazy<T>的.NET Framework实现之前，我们先来自己实现一个简单的Lazy<T>吧。

class MyLazy<T> where T : new()
{
    private T value;
    private bool isLoaded;
    public MyLazy()
    {
        isLoaded = false;
    }
    public T Value
    {
        get
        {
            if (!isLoaded)
            {
                value = new T();
                isLoaded = true;
            }
            return value;
        }
    }
}

这应该是最简单版本的Lazy<T>了，没有线程安全检测，其实什么都没有，只有着访问时创建真实对象，可是对于我们一般的应用来说也许就已经足够了。

4. Lazy<T>的.NET Framework实现

原本还想解释下代码的，可是太多了，解释不动了…….就写些主要把。

其实.NET Framework和上面的实现大同小异，有两点主要的不同：

A. 引入了Boxed内部类：

[Serializable]
private class Boxed
{
    // Fields
    internal T m_value;

    // Methods
    [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
    internal Boxed(T value)
    {
        this.m_value = value;
    }
}

该内部类取代了我在上面实现中的泛型约束，使之更通用。

但是我们也应该注意到，如果T为结构体，那么由于T很大，所以装箱拆箱反而也许是个更耗费效率的事情，因此，个人建议，对值类型慎用Lazy<T>。

B. 线程安全的控制

在线程安全的控制选项中，.NET Framework为我们提供了这样的枚举选项：

public enum LazyThreadSafetyMode
{
    None,
    PublicationOnly,
    ExecutionAndPublication
}

不做多余解释，关于这三者的具体意思，MSDN中已经说的很清楚了，可参加 这里 。

里面的代码比较麻烦，就不多说了。

5. 完善的大对象解决方案

在 Anytao 文章的回复中，我就提到了一点是：

个人倒觉得Lazy+WeakReference才是实现一个大对象的完整解决之道，一个按需加载，一个不定清理..... 
加到一起才完美。

但是 老赵 说：

又不是所有的大对象都需要自动清理……

那么我就不再重复去总结了，这两句话加到一起，我想应该可以得出一个比较完善的大对象处理方案吧。

如果这样，我们是否能对应地去创建一个单独的实现类：WeakLazy<T>呢。

这样相当于我们有了WeakReference，有了Lazy<T>，还有了WeakLazy<T>，那么我们是不是就可以很完整地根据情况选择应用了呢！

6. 总结

原本想写一些稍微深入点的东西，可是写到最后，发现仍为皮毛而，叹乎…….