给定一个通过 DI 注入的单例类，当多个线程调用单例方法时会发生什么

Question

我有一个非常基本的问题： 假设我有以下注册为单例的类和一个方法。当

Create()

被多个线程命中时会发生什么？所有线程是否同时访问此方法？如果 10 个线程调用此方法，一旦方法范围结束，是否会创建 10 个

numbers

变量并释放掉？

由于此类没有任何类级属性，我认为它是线程安全的？

// registration
builder.Services.AddSingleton<ISingleton, SingletonTest>();

 public interface ISingleton
 {
     int Create(int number);
 }
 public class SingletonTest : ISingleton
 {
     public int Create(int number)
     {
         List<int> numbers = new List<int>();

         numbers.Add(number);
         return numbers.Count;
     }
 }

Answer 1

所有线程是否同时访问此方法？

是的，没有额外的同步技术。 Singleton 就像创建静态成员并从多个线程访问它。

public static readonly ISingleton Instance = new SingletonTest();

如果 10 个线程调用此方法，一旦方法范围结束，是否会创建 10 个数字变量并释放掉？

是的，将创建 10 个

numbers

，但离开此方法后不会释放。释放是由运行时线程完成的，该线程执行垃圾收集器，释放未引用的已分配内存。

由于此类没有任何类级属性，我认为它是线程安全的？

是的，它是线程安全的。如果你有属性，但不可变，初始化一次，例如在构造函数中，它也将是线程安全的。

Answer 2

注册为 Singleton 的类与直接控制

Create

方法没有任何关系。通过将类注册为单例，您得到的唯一承诺是，无论有多少线程需要该依赖项，也无论是否同时需要它，都只会获得

SingletonTest

的单个（吨）实例已创建。

一旦创建了该实例，它就会传递给任何需要它的人，然后他们就可以用它做任何他们想做的事情。如果它被编写为线程安全的，那么多个线程同时使用它就没有问题 - 如果不是，那么你就会遇到一些麻烦，并且 Singleton 状态不会有任何帮助。

在您的示例中，具体而言，

Create

方法非常不是线程安全。为什么？好吧，

List

并不意味着是线程安全的，并且您允许多个线程同时访问它，这意味着事情可能会中断。您可以将列表切换为

ConcurrentBag

，这将解决您的问题，因为它公开了与

List

几乎相同的功能，只是它意味着同时使用。

如果您想思考 为什么 列表可能不是线程安全的，请记住

List<T>

实例由数组 (

T[]

) 支持 - 我们称之为

arr

。第一个

Add

调用有点像

arr[0] = value

，第二个有点像

arr[1] = value

，等等。但是列表有一个内部状态，即它知道其中有多少项，所以下一个索引是什么应该是下次有人打电话的时候

Add

，所以在我们的例子中，操作实际上更像是

arr[this.currentIndex] = value;
this.currentIndex += 1;

现在，如果 2 个线程尝试同时执行此操作会发生什么？经典的竞争条件 - 两者都会看到相同的

this.currentIndex

值，因此两者都会设置相同的数组元素，然后它们都会将该值增加 1。这并不是列表工作方式的非常准确的表示，但这只是一个简单的例子，说明未编写并发使用的代码如何在并发线程下崩溃。