在C#中，`??`是线程安全的吗？

Question

简单问题： "??"、"?."和"? :"是否线程安全？我能够信赖它们吗？或者我应该使用其它线程安全的解决方案？ 例如下面的代码：

public static T Instance => _Instance ?? (_Instance = CreateInstance());

线程安全吗？

- Mohammad Mirmostafa

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你在这里的问题不应该是 ?? 是否线程安全，而应该是 CreateInstance() 是否安全。 - InBetween

如果你假设CreateInstance()是线程安全的，即使如此，你仍然需要问一下??表达式是否也是线程安全的。 - Matthew Watson

@InBetween 假设 CreateInstance() 是线程安全的。我想关注 ?? - Mohammad Mirmostafa

@MatthewWatson 是的，CreateInstance() 是线程安全的。那么 ?? 呢？ - Mohammad Mirmostafa

“?. ”是一种非常不同的情况，但不适用于您的示例。 - H H

Answer 1

?? 在C#中读取的是保证原子性的引用（写入也是如此）。因此，如果您的问题是在C#中是否可以有破碎的引用读取或写入，则答案是否定的。

现在，public static T Instance => _Instance ?? (_Instance = CreateInstance()); 线程安全吗？一般的答案是否定的，因为该表达式有一次读取和一次写入，这绝对不是一个原子操作。

可能出现的问题：

1. _Instance 的竞争条件读取：一个线程可能会在第二个线程初始化它之前将其读取为 null。结果是运行了两次 CreateInstance()。这是一个问题吗？如果是，那么它就不是线程安全的。如果不是，那么它可能是线程安全的，但从性能的角度来看并不理想，但可能是安全的。

2. CreateInstance() 的并发执行怎么样？由于前面的竞争条件，也有可能一个线程在另一个线程退出之前进入 CreateInstance。现在你的问题不仅是 CreateInstance 运行两次，而且两者（或更多）同时运行。这是安全的吗？

因此，一般来说，这与 CreateInstance() 的安全性一样安全。

- InBetween

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同意。它不是线程安全的，特别是如果您不想两次调用CreateInstance()，那么这种竞争条件就会变得非常棘手。 - Matthew Watson

Answer 2

它不是线程安全的，因为存在竞争条件。（例如，线程A检查值，发现它为空，线程B检查值，发现它为空，线程B使用CreateInstance()调用初始化值，线程A使用CreateInstance()调用初始化值。）

线程安全地初始化单例的正确方法是使用Lazy<T>类，例如：

public T Instance => _instance.Value;

static Lazy<T> _instance = new Lazy<T>(CreateInstance);

CreateInstance() 返回一个类型为 T 的实例。

- Matthew Watson

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我应该在CreateInstance()中使用lock吗？ - Mohammad Mirmostafa

@MohammadMirMostafa，这并没有帮助，因为您需要同步访问条件(??)和赋值(CreateInstance())。相反，最好使用Lazy<>，它会为您正确执行所有同步操作。参考链接 - Sinatr

如果它可以从多个线程中调用，并且这样做可能会引起问题，那么是的——但是在没有看到其实现的情况下，我无法确定。请注意，如果它只被从“Lazy”对象中调用，则绝对不需要锁定它。 - Matthew Watson