一、C#中的Lazy

C#中的Lazy<T>是一個泛型類，它實現了延遲加載（Lazy Initialization）的功能。延遲加載是指對象的創建被推遲，直到第一次被使用時才進行實例化。這對于大型或資源密集型對象的性能優化非常有用，因為它可以避免不必要的初始化和資源消耗。

二、Lazy與集合結合使用實現延遲加載

Lazy<T>可以與集合結合使用，以實現集合元素的延遲加載。這通常用于那些初始化代價較高或不需要立即初始化的集合元素。以下是實現這一功能的步驟和示例：

1. 聲明Lazy集合：

   首先需要聲明一個Lazy<T>類型的集合，其中T是集合元素的類型。這個集合將包含延遲加載的元素。

   Lazy<List<ExpensiveObject>> lazyObjectList = new Lazy<List<ExpensiveObject>>(() => CreateExpensiveObjectList());
   

   在這個例子中，ExpensiveObject是一個大型或資源密集型的對象，CreateExpensiveObjectList是一個返回List<ExpensiveObject>的方法，該方法包含創建和初始化這些對象的邏輯。

2. 訪問Lazy集合：

   需要訪問集合中的元素時，可以通過Lazy<T>實例的Value屬性來獲取集合。這是第一次訪問時，集合的元素才會被創建和初始化。

   List<ExpensiveObject> objectList = lazyObjectList.Value;
   

   在這個例子中，第一次訪問lazyObjectList.Value時，CreateExpensiveObjectList方法會被調用，并且返回一個List<ExpensiveObject>實例。之后的所有訪問都將返回這個已經創建的實例，而不會再次調用CreateExpensiveObjectList方法。

3. 線程安全性：

   默認情況下，Lazy<T>是線程安全的。這意味著在多線程環境中，只有一個線程會執行初始化代碼，從而避免不必要的資源消耗和競爭條件。然而，也可以通過指定LazyThreadSafetyMode枚舉值來自定義線程安全行為。

   Lazy<List<ExpensiveObject>> lazyObjectList = new Lazy<List<ExpensiveObject>>(() => CreateExpensiveObjectList(), LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication);
   

   在這個例子中，我們指定了LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication模式，這保證了初始化過程和發布過程都是線程安全的。

三、示例代碼

以下是一個完整的示例代碼，展示了如何使用Lazy<T>與集合結合實現延遲加載：

using System;
using System.Collections.Generic;class ExpensiveObject
{public ExpensiveObject(){// 模擬一個初始化代價很昂貴的操作Console.WriteLine("Expensive object initialized.");}
}class Program
{static void Main(string[] args){// 使用Lazy<T>創建一個延遲加載的集合Lazy<List<ExpensiveObject>> lazyObjectList = new Lazy<List<ExpensiveObject>>(() => CreateExpensiveObjectList());// 在需要時訪問集合Console.WriteLine("訪問list...");List<ExpensiveObject> objectList = lazyObjectList.Value;// 使用集合中的元素foreach (var obj in objectList){// 這里可以對obj進行操作}Console.ReadKey();}static List<ExpensiveObject> CreateExpensiveObjectList(){// 創建一個包含多個ExpensiveObject的列表List<ExpensiveObject> list = new List<ExpensiveObject>();for (int i = 0; i < 10; i++){list.Add(new ExpensiveObject());}return list;}
}

在這個示例中，當運行程序時，會看到在第一次訪問lazyObjectList.Value時輸出了“Expensive object initialized.”，表示ExpensiveObject實例被創建了。之后的所有訪問都不會再次輸出這個信息，因為集合已經被初始化了。