ASP.NET MVC 中的请求之间是否会自动保留单例？

Question

我有一个包含数千个整数的查找表（LUT），我在相当多的请求中使用它来根据从数据库获取的内容来计算内容。

如果我只是创建一个标准单例来保存 LUT，它是否会在请求之间自动保留，或者我是否特别需要将其推送到应用程序状态？

如果它们是自动持久化的，那么将它们与应用程序状态存储有什么区别？

正确的单例实现是什么样的？它不需要延迟初始化，但需要线程安全（每个服务器实例理论上有数千个用户）并且具有良好的性能。

编辑：Jon Skeet 的第四个版本看起来很有前途 http://csharpindepth.com/Articles/General/Singleton。 ASPX

public sealed class Singleton
{
    static readonly Singleton instance=new Singleton();

    // Explicit static constructor to tell C# compiler
    // not to mark type as beforefieldinit
    static Singleton()
    {
    }

    Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            return instance;
        }
    }

    // randomguy's specific stuff. Does this look good to you?
    private int[] lut = new int[5000];

    public int Compute(Product p) {
        return lut[p.Goo];
    }
}

Answer 1

我不会依赖在请求之间保留静态。 [虽然不太可能，但在请求之间总是有可能重置进程。] 我建议使用 HttpContext 的 Cache 对象来在请求之间保留共享资源。

Answer 2

编辑：请参阅乔恩关于只读锁定的评论。

自从我处理单例以来已经有一段时间了（我更喜欢让我的 IOC 容器处理生命周期），但这里是处理线程安全问题的方法。您需要锁定任何会改变单例状态的东西。只读操作（例如 Compute(int)）不需要锁定。

// I typically create one lock per collection, but you really need one per set of atomic operations; if you ever modify two collections together, use one lock.
private object lutLock = new object();
private int[] lut = new int[5000];

public int Compute(Product p) {
    return lut[p.Goo];
}

public void SetValue(int index, int value)
{
    //lock as little code as possible. since this step is read only we don't lock it.
    if(index < 0 || index > lut.Length)
    {
        throw new ArgumentException("Index not in range", "index");
    }
    // going to mutate state so we need a lock now
    lock(lutLock)
    {
        lut[index] = value;
    }
}

Answer 3

是的，静态成员会持续存在（与持续存在不同 - 它不会“保存”，它永远不会消失），其中包括单例的实现。您可以免费获得一定程度的延迟初始化，就好像它是在静态赋值或静态构造函数中创建的一样，在首次使用相关类之前不会调用它。默认情况下，该创建会锁定，但正如您所说，所有其他用途都必须是线程安全的。考虑到所涉及的并发程度，除非单例是不可变的（您的查找表在应用程序生命周期内不会改变），否则您必须非常小心如何更新它（一种方法是假单例- 更新时，您创建一个新对象，然后锁定分配它以替换当前值；严格来说，它不是一个单例，尽管它看起来像“从外部”）。

最大的危险是任何引入全局状态的东西都是可疑的，尤其是在处理像网络这样的无状态协议时。不过，它可以很好地使用，特别是作为永久或近乎永久数据的内存缓存，特别是当它涉及无法轻松地从数据库快速获取的对象图时。

不过陷阱也相当大，所以要小心。特别是，锁定问题的风险不容低估。

编辑，以匹配问题中的编辑：

我最关心的是数组如何初始化。显然这个例子是不完整的，因为它的每一项只有 0。如果它在初始化时设置并且是只读的，那么就可以了。如果它是可变的，那么要非常非常小心你的线程。

还要注意太多此类查找对缩放的负面影响。虽然您在预先计算中节省了大多数请求，但结果是在更新单例时需要一段非常繁重的工作。较长的启动时间可能是可以忍受的（因为这种情况不会经常发生），但随后发生的任意减速可能很难追踪到其根源。