ThreadStatic 的 C# 单例模式设计

Question

我想了解单例模式设计。我想从我的单例 class 为每个线程创建单独的实例。所以我在下面提供了两个设计。

正在运行

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine(SingletonClass.Instance.GetHashCode()));
        Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine(SingletonClass.Instance.GetHashCode()));
        Console.ReadLine();
    }
}
public sealed class SingletonClass
{
    [ThreadStatic]
    private static SingletonClass _instance;

    public static SingletonClass Instance
    {
        get
        {
            if (_instance == null)
            {
                _instance = new SingletonClass();
            }
            return _instance;
        }
    }
    private SingletonClass()
    {

    }
}

它不起作用（抛出 NullReferenceException 且未创建实例。）

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine(SingletonClass.Instance.GetHashCode()));
        Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine(SingletonClass.Instance.GetHashCode()));
        Console.ReadLine();
    }
}
public sealed class SingletonClass
{
    [ThreadStatic]
    private static SingletonClass _instance = new SingletonClass();

    public static SingletonClass Instance
    {
        get
        {
            return _instance;
        }
    }
    private SingletonClass()
    {

    }
}

我真的很奇怪为什么没有为第二个设计创建一个实例。有人可以解释一下吗？

Answer 1

而不是使用 [ThreadStatic] 然后你可以使用 ThreadLocal<T> 这将基本上实现你正在尝试的 [ThreadStatic].

public sealed class SingletonClass
{
    private static ThreadLocal<SingletonClass> _instance;

    static SingletonClass()
    {
        _instance = new ThreadLocal<SingletonClass>(() => new SingletonClass());
    }

    public static SingletonClass Instance
    {
        get
        {
            return _instance.Value;
        }
    }

    private SingletonClass()
    {

    }
}

有关详细信息，请参阅：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd642243(v=vs.110).aspx。

编辑：回答您的问题。

在 C# 中做的时候：

private static SingletonClass _instance = new SingletonClass();

不管它是否标有[ThreadStatic]，它只会创建一个设置SingletonClass.

实例的静态构造函数

C# 无法为每个线程创建静态构造函数。

这就是您可以使用 ThreadLocal<T> 的目的。如果我们以您的代码为例，那么 SingletonClass 的默认构造函数实际上变成了 "thread-static" 构造函数。

Answer 2

您问题的答案主要与 class 字段的初始化方式有关。

在第二个示例中，_instance 字段在声明时被初始化。每次在声明时初始化静态字段时，都会创建一个静态构造函数（如果您尚未声明它）。在编译时，初始化将移至静态构造函数中。这意味着你最终会得到这样的东西（没有复制 IL 代码，因为它更难理解）：

public sealed class SingletonClass
{
    [ThreadStatic]
    private static SingletonClass _instance;

    public static SingletonClass Instance
    {
        get
        {
            return _instance;
        }
    }
    static SingletonClass()
    {
        _instance = new SingletonClass();
    }
}

CLR 确保静态构造函数只被调用一次，无论您有多少个线程。查看上面的代码，这意味着对于您创建的两个任务，_instance 字段将只初始化一次（因为只会调用一次静态构造函数）。

ThreadStatic 的 C# 单例模式设计

C# Singleton Pattern Designs for ThreadStatic

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