一个静态成员变量能够被用于在静态类中缓存一个值吗？

Question

我看到了一段代码，其中原开发人员似乎尝试使用静态字符串来缓存静态类中的值。

public static class GetStringFromSomeProcess
{
    private static string theAnswer;

    public static string GetString
    {
        get
        {
            if(theAnswer == null)
            {
                theAnswer = GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess();
            }
            return theAnswer;
        }
    }
}   

据我所见，这样做不起作用，因为您无法实例化GetStringFromSomeProcess类，每次使用GetString时都会调用GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess。我有什么遗漏的吗？

- jonnarosey

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为什么需要实例化 GetStringFromSomeProcess？在第一次调用 GetString 后，theAnswer 将不再为空，因此具有可怕名称的方法将不再被调用。 - Mong Zhu

Answer 1

这将很好地工作——因为它是静态的，所以只有一个theAnswer实例，并且（也因为它是静态的）可以从公共静态属性中访问。这意味着对其进行的任何更改都将对访问它的所有代码可见。因此，第一次调用GetString将设置theAnswer为非空，并且后续调用将不会调用GetStringFromSomeProcess()。

然而，您发布的解决方案不是线程安全的，因为GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess()可能会被多个线程同时调用。

.NET提供了Lazy类来解决此问题，如下所示：

public static class GetStringFromSomeProcess
{
    private static readonly Lazy<string> _theAnswer = new Lazy<string>(GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess);

    public static string GetString
    {
        get
        {
            return _theAnswer.Value;
        }
    }

    public static string GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess()
    {
        return "X";
    }
}

你需要向 Lazy<T> 类的构造函数提供一个方法，以便在需要时调用该方法来创建其封装的对象。在上面的示例中，我将 GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess 传递给它的构造函数。

此外，请注意，拥有一个需要很长时间才能返回的属性通常是一个不好的主意。最好将其作为一个方法来实现：

public static string GetString()
{
    return _theAnswer.Value;
}

- Matthew Watson

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这个答案中有很多有用的东西，我仍在消化 - 谢谢。我不明白的是，在调用 GetStringFromSomeProcess.GetString 后，为什么 GetStringFromSomeProcess 不会超出范围，而 'cached' 变量也不会丢失。我们说一旦使用了 GetString，它就会在整个应用程序的生命周期中保留下来，这不是我预期的。 - jonnarosey

@jonaglon 当在您的原始代码中调用 GetString 时，它首先检查 theAnswer 是否为 null，仅当它为 null 时才调用 GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess() 并将（可能非空）结果分配给 theAnswer。第一次之后，theAnswer 将不再为 null，因此不会再调用 GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess()。 - Matthew Watson

Answer 2

你说的没错，这个类不能被实例化，但是它会在应用程序中存在。

因此，只有第一次访问属性时，才会调用方法GetStringFromSomeProcess。之后每次访问时，== null的检查都将解析为false，并返回第一次调用时评估的值。

- Luke

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那么静态类只会在第一次使用时被实例化，并且会一直存在于应用程序的整个生命周期中？我认为我之前的假设是因为它是静态的，所以在使用后不再处于作用域内，可能会被垃圾回收。 - jonnarosey

是的，没错。它会在应用程序运行期间一直存在。它永远不会被垃圾回收，因为它始终可用。希望这可以帮到你！ - Luke

Answer 3

在不创建GetStringFromSomeProces类的对象的情况下，它是否能正常工作？由于字符串theAnswer也是静态的，因此它有可能工作，但我想知道何时初始化该变量。通常，您会像您建议的那样编写代码，并初始化GetStringFromSomeProcess类。

Main.cs

...
GetStringFromSomeProcess getString = new GetStringFromSomeProcess();
string answer = getString.theAnswer();
...

GetStringFromSomeProcess.cs

public class GetStringFromSomeProcess
{
    private string _theAnswer;

    public string theAnswer
    {
        get
        {
            if(theAnswer == null)
            {
                GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess getAnswer = new GoGetTheAnswerFromALongRunningProcess();
                _theAnswer = getAnswer.GetAnswer();
            }
            return _theAnswer;
        }
    }
}

- Huda Syed

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因为GetStringFromSomeProcess是静态的，所以new GetStringFromSomeProcess()不是有效的代码。 - jonnarosey