C#静态构造函数线程是否安全?

时间:2008-08-10 08:23:56

标签: c# multithreading singleton

换句话说,这个Singleton实现线程是否安全:

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;

    private Singleton() { }

    static Singleton()
    {
        instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get { return instance; }
    }
}

10 个答案:

答案 0 :(得分:180)

在创建类的任何实例或访问任何静态成员之前,保证每个应用程序域只运行一次静态构造函数。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa645612.aspx

显示的实现对于初始构造是线程安全的,也就是说,构造Singleton对象不需要锁定或空测试。但是,这并不意味着将同步实例的任何使用。有多种方法可以做到这一点;我在下面展示了一个。

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    // Added a static mutex for synchronising use of instance.
    private static System.Threading.Mutex mutex;
    private Singleton() { }
    static Singleton()
    {
        instance = new Singleton();
        mutex = new System.Threading.Mutex();
    }

    public static Singleton Acquire()
    {
        mutex.WaitOne();
        return instance;
    }

    // Each call to Acquire() requires a call to Release()
    public static void Release()
    {
        mutex.ReleaseMutex();
    }
}

答案 1 :(得分:81)

虽然所有这些答案都给出了相同的一般答案,但有一点需要注意。

请记住,泛型类的所有潜在派生都被编译为单独的类型。因此在为泛型类型实现静态构造函数时要小心。

class MyObject<T>
{
    static MyObject() 
    {
       //this code will get executed for each T.
    }
}

编辑:

以下是演示:

static void Main(string[] args)
{
    var obj = new Foo<object>();
    var obj2 = new Foo<string>();
}

public class Foo<T>
{
    static Foo()
    {
         System.Diagnostics.Debug.WriteLine(String.Format("Hit {0}", typeof(T).ToString()));        
    }
}

在控制台中:

Hit System.Object
Hit System.String

答案 2 :(得分:26)

实际使用静态构造函数线程安全的。保证静态构造函数只执行一次。

来自C#语言规范http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa645612(VS.71).aspx

  

类的静态构造函数在给定的应用程序域中最多执行一次。静态构造函数的执行由应用程序域中发生的以下第一个事件触发:

     
      
  • 创建了一个类的实例。
  •   
  • 引用该类的任何静态成员。
  •   

所以是的,你可以相信你的单身人士会被正确地实例化。

Zooba提出了一个很好的观点(在我之前15秒!)静态构造函数不保证对单例的线程安全共享访问。这需要以另一种方式处理。

答案 3 :(得分:7)

以下是c#singleton上面的MSDN页面中的Cliffnotes版本:

使用以下模式,总是,你不能出错:

public sealed class Singleton
{
   private static readonly Singleton instance = new Singleton();

   private Singleton(){}

   public static Singleton Instance
   {
      get 
      {
         return instance; 
      }
   }
}

除了明显的单例功能外,它还免费提供这两件事(就c ++中的单例而言):

  1. 懒惰的构造(如果从未调用过,则不构造)
  2. 同步

答案 4 :(得分:4)

静态构造函数保证每个App Domain只触发一次,因此您的方法应该没问题。但是,它在功能上与更简洁的内联版本没有区别:

private static readonly Singleton instance = new Singleton();

当你懒洋洋地初始化事物时,线程安全就成了一个问题。

答案 5 :(得分:3)

静态构造函数完成运行 允许任何线程访问该类。

    private class InitializerTest
    {
        static private int _x;
        static public string Status()
        {
            return "_x = " + _x;
        }
        static InitializerTest()
        {
            System.Diagnostics.Debug.WriteLine("InitializerTest() starting.");
            _x = 1;
            Thread.Sleep(3000);
            _x = 2;
            System.Diagnostics.Debug.WriteLine("InitializerTest() finished.");
        }
    }

    private void ClassInitializerInThread()
    {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetHashCode() + ": ClassInitializerInThread() starting.");
        string status = InitializerTest.Status();
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetHashCode() + ": ClassInitializerInThread() status = " + status);
    }

    private void classInitializerButton_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
    }

上面的代码产生了以下结果。

10: ClassInitializerInThread() starting.
11: ClassInitializerInThread() starting.
12: ClassInitializerInThread() starting.
InitializerTest() starting.
InitializerTest() finished.
11: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x2650 has exited with code 0 (0x0).
10: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x1f50 has exited with code 0 (0x0).
12: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x73c has exited with code 0 (0x0).

即使静态构造函数需要很长时间才能运行,其他线程也会停止并等待。所有线程都读取静态构造函数底部的_x值。

答案 6 :(得分:3)

Common Language Infrastructure specification保证“类型初始值设定项对任何给定类型只运行一次,除非用户代码明确调用。” (第9.5.3.1节。)因此,除非你在松散调用Singleton ::。cctor上有一些令人讨厌的IL(不太可能),你的静态构造函数将在使用Singleton类型之前运行一次,只会创建一个Singleton实例,并且您的Instance属性是线程安全的。

请注意,如果Singleton的构造函数访问Instance属性(甚至是间接的),那么Instance属性将为null。您可以做的最好的事情是通过检查属性访问器中的实例是否为null来检测何时发生这种情况并抛出异常。静态构造函数完成后,Instance属性将为非null。

正如Zoomba's answer所指出的那样,你需要使Singleton安全地从多个线程访问,或者使用单例实例实现锁定机制。

答案 7 :(得分:2)

只是迂腐,但没有静态构造函数,而是静态类型初始化器,循环静态构造函数依赖项的here's a small演示,说明了这一点。

答案 8 :(得分:1)

保证静态构造函数是线程安全的。 另外,请查看DeveloperZen上关于Singleton的讨论: http://www.developerzen.com/2007/07/15/whats-wrong-with-this-code-1-discussion/

答案 9 :(得分:0)

虽然其他答案大多是正确的,但还有另一个警告静态构造函数。

根据 II.10.5.3.3 ECMA-335 Common Language Infrastructure 的种族和死锁

  

除非某些代码,否则单独的类型初始化不应创建死锁   从类型初始值设定项(直接或间接)显式调用   调用阻塞操作。

以下代码导致死锁

using System.Threading;
class MyClass
{
    static void Main() { /* Won’t run... the static constructor deadlocks */  }

    static MyClass()
    {
        Thread thread = new Thread(arg => { });
        thread.Start();
        thread.Join();
    }
}

原作者是Igor Ostrovsky,见他的帖子here