C#静态构造函数线程是否安全？

Question

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; }
    }
}

Answer 1

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();
    }
}

Answer 2

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是作为单独的类型编译的.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:

这是演示:

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

Answer 3

使用静态构造函数实际上是线程安全的.静态构造函数保证只执行一次.

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,您可以相信您的单例将被正确实例化.

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.这将需要以另一种方式处理.

Answer 4

这是c#singleton上面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之外,它还免费提供这两件事(就c ++中的单例而言):

1. 懒惰的结构(如果从未调用过,则不构造)
2. 同步

Answer 5

保证静态构造函数在每个App Domain中仅触发一次，因此您的方法应该可以。但是，它在功能上与更简洁的嵌入式版本没有什么不同：

private static readonly Singleton instance = new Singleton();

延迟初始化事物时，线程安全性更成问题。

Answer 6

静态构造函数将在允许任何线程访问该类之前完成运行。

    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();
    }

上面的代码产生了下面的结果。

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设置的 _x 值。