C# 中几种延迟执行(Deferred Execution)的探
在 .NET 程序中好多地方都有延迟(Lazy)的痕迹,这一点在 Linq 中发扬广大。在 .NET4.0 中又引入了 System.Lazy<T> 。更加丰富了延迟的方式。
延迟主要有：延迟实例化，延迟初始化，延迟执行等。主要表达的思想是，把对象将会延迟到使用时创建，而不是在对象实例化时创建对象，即用时才加载。
这种方式有助于提高于应用程序的性能，避免浪费计算，节省内存的使用等。
Linq中延迟
Linq中的查询，都是延迟执行。
var ls=ArticleServices.GetAllArtices().Where(x => x.Id == id);
//ls只有在For-Each遍历时才真正执行where
而 List<T> .FindAll(Predicate<T> match) 获取查询结果，在表现形式和 Where 是一样的。但是 FindAll 是顺序执行。
例如：
在这里查看完整示例代码
//用FindAll获取数据
private static void LazyFindExcute()
{
User blogUser = new User(1);
var list = blogUser.Articles;
var findLs = blogUser.Articles.FindAll(x => x.Id > 1);
list.Add(new Article { Id = 5, Title = "后添加", PublishDate = DateTime.Now });
foreach (var item in findLs)
{
Console.WriteLine(item.ToString());
}
}
输入结果:
----------------Find查询不延迟执行 ------------------------
Article Initalizer
User Initializer 未使用任何
Id=2,Title=Delegate,PublishDate=2015-04-21
Id=3,Title=Event,PublishDate=2015-04-22
Id=4,Title=Thread,PublishDate=2015-04-23
用 Where 实现以上查询
private static void LazyWhereExcute()
{
User blogUser = new User(1);
var list = blogUser.Articles;
var whereLs = blogUser.Articles.Where(x => x.Id > 1);
list.Add( new Article{Id=5,Title="后添加",PublishDate=DateTime.Now});
foreach (var item in whereLs)
{
Console.WriteLine(item.ToString());
}
}
输出结果:
----------------where 延迟------------------------
Article Initalizer
User Initializer 未使用任何
Id=2,Title=Delegate,PublishDate=2015-04-21
Id=3,Title=Event,PublishDate=2015-04-22
Id=4,Title=Thread,PublishDate=2015-04-23
Id=5,Title=后添加,PublishDate=2015-07-11
执行结果显示，后添加的内容在用 linq 查询，遍历时展现结果。
为什么在 Linq 中实现了延迟呢？不放看看 Where 其中一个最原始的实现。
internal static IEnumerable<T> Where<T>(this IEnumerable<T> enumerable, Func<T, bool> where) {
foreach (T t in enumerable) {
if (where(t)) {
yield return t;
}
}
}
在这里发现了 yield :
yield 关键字形成 iterator block ，便有了延迟执行的效果。大部分的 LINQ to Objects API ，也就是 Enumerable static class 上，几乎都是 IEnumerable<TSource> 基础上的扩展。
yield在 .NET 中被发扬光大，利用它可以做很多很酷的事情。 <<C# in Depth>> 中对 yield从原理到应用做了很深的探讨，可以查看这里。
利用 yield 实现一个延迟示例。示例中包含 User类，Article类和 ArticleServices服务类，具体代码。
public static IEnumerable<Article> GetAllArtices()
{
List<Article> articles = new List<Article>
{
new Article{Id=1,Title="Lazy Load",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-20")},
new Article{Id=2,Title="Delegate",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-21")},
new Article{Id=3,Title="Event",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-22")},
new Article{Id=4,Title="Thread",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-23")}
};
Console.WriteLine("文章初始化完成");
foreach (var item in articles)
{
yield return item;
}
Console.WriteLine("Article Initalizer");
}
在用户类中：
public class User
{
public int Id { get; private set; }
public List<Article> Articles { get; private set; }
public IEnumerable<Article> OneArtice { get; private set; }
public User(int id)
{
this.Id = id;
Articles = ArticleServices.GetArtices();
Console.WriteLine("User Initializer 未使用任何");
}
public User(int id,bool isOk)
{
this.Id = id;
//OneArtice 初始化会延迟到OneArtice调用进行
OneArtice = ArticleServices.GetAllArtices();
Console.WriteLine("User Initializer 另一种延迟");
}
}
System.Lazy<T>
通过以上的代码实现了初始化的延迟。但是以上初始化的延迟耦合到了对象集合构建过程中 GetAllArtices（）。因而在 .NET4.0 中引入了 System.Lazy<T>。
System.Lazy<T> 提供丰富的延迟方式。具体查看
以下通过 Lazy改写 User 类。
public class User_lazy
{
public int Id { get; private set; }
public Lazy<List<Article>> Articles { get; private set; }
public User_lazy(int id)
{
this.Id = id;
Articles =new Lazy<List<Article>>(()=>ArticleServices.GetArtices());
Console.WriteLine("User_lazy Initializer");
}
}
GetArtices的实现，将是一个自然顺序的实现。
public static List<Article> GetArtices()
{
List<Article> articles = new List<Article>
{
new Article{Id=1,Title="Lazy Load",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-20")},
new Article{Id=2,Title="Delegate",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-21")},
new Article{Id=3,Title="Event",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-22")},
new Article{Id=4,Title="Thread",PublishDate=DateTime.Parse("2015-4-23")}
};
Console.WriteLine("Article Initalizer");
return articles;
}
总结
Deferred Execution 在多核时代，成为了各个高级语言的重要特性。应用场景还是蛮多的。比如说创建一个对象，需要包含子对象，但子对象的并不需要及时初始化；比如说一个大对象中有多个子对象，比如说要优化程序的启动速度等。最常见的示例恐怕是各种 ORM 框架了。记着以后自己写访问类，记得一定要支持 Deferred Execution。
