线程安全懒惰类

Question

我有 Lazy 类懒惰地评估一个表达式：

public sealed class Lazy<T>
{
    Func<T> getValue;
    T value;

    public Lazy(Func<T> f)
    {
        getValue = () =>
            {
                lock (getValue)
                {
                    value = f();
                    getValue = () => value;
                }
                return value;
            };
    }

    public T Force()
    {
        return getValue();
    }
}

基本上，我试图避免在评估对象后锁定对象的开销，因此我在调用时将 getValue 替换为另一个函数。

它显然在我的测试中有效，但我无法知道它是否会在生产中爆炸。

我的班级是线程安全的吗？如果没有，可以做些什么来保证线程安全？

Answer 1

你不能通过使用标志或保护值来完全忽略重新评估函数的实际值吗？即：

public sealed class Lazy<T>
{
    Func<T> f;
    T value;
    volatile bool computed = false;
    void GetValue() { lock(LockObject) { value = f();  computed = true; } }

    public Lazy(Func<T> f)
    {
        this.f = f;
    }

    public T Force()
    {
        if (!computed) GetValue();
        return value;
    }
}

Answer 2

您的代码有一些问题：

1. 您需要一个对象来执行锁定。不要锁定已更改的变量 - 锁定始终处理对象，因此如果 getValue 更改，多个线程可能会同时进入锁定部分。

2. 如果有多个线程在等待锁，所有线程都将依次评估函数 f()。您必须在锁内部检查该函数尚未评估。

3. 即使在解决了上述问题之后，您也可能需要一个内存屏障，以确保仅在将新值存储到内存后才替换委托。

但是，我会改用 Konrad Rudolph 的标志方法（只要确保您不要忘记为此所需的“易失性”）。这样一来，您就不需要在检索到值时调用委托（委托调用非常快；但它们不像简单地检查布尔值那么快）。

Answer 3

我不完全确定你想用这段代码做什么，但我 just published an article on The Code Project 正在构建一种“惰性”类，它会自动、异步地调用一个工作函数并存储它的值。

Answer 4

这看起来更像是一种缓存机制，而不是“惰性求值”。此外，不要更改lock 块内的锁定引用的值。使用临时变量来锁定。

你现在的等待在很多情况下都可以工作，但是如果你有两个不同的线程尝试按这个顺序计算表达式：

Thread 1
Thread 2
Thread 1 completes

线程 2 永远不会完成，因为线程 1 将释放与用于获取锁的引用不同的锁（更准确地说，他将释放一个不存在的锁，因为新创建的引用从未被锁定首先），并且不释放阻塞线程 2 的原始锁。

虽然我不完全确定这会做什么（除了对表达式执行同步评估和缓存结果），但这应该会更安全：

public sealed class Lazy<T>
{
    Func<T> getValue;
    T value;
    object lockValue = new object();

    public Lazy(Func<T> f)
    {
        getValue = () =>
            {
                lock (lockValue)
                {
                    value = f();
                    getValue = () => value;
                }
                return value;
            };
    }

    public T Force()
    {
        return getValue();
    }
}