0

0

c# 单例模式和DI容器在高并发下的生命周期管理

星降

星降

发布时间:2026-01-16 08:51:09

|

982人浏览过

|

来源于php中文网

原创

单例模式在高并发下不是自动线程安全的;手动实现需用Lazy、静态构造函数或双重检查锁,DI容器注册的Singleton仅在同一个IServiceProvider中全局唯一,且需避免状态竞争与生命周期混用。

c# 单例模式和di容器在高并发下的生命周期管理

单例模式在高并发下是否线程安全?

不是自动线程安全的。C# 中手动实现的 Singleton 类,如果没做同步控制(比如没用 lockLazy 或双重检查锁),首次实例化时可能创建多个实例——尤其在多线程同时调用 Instance 属性时。

常见错误是这样写:

public class MySingleton
{
    private static MySingleton _instance;
    public static MySingleton Instance => _instance ??= new MySingleton();
}

上面的 ??= 在高并发下不是原子操作,_instance 可能被多次赋值。正确做法是用 Lazy

public class MySingleton
{
    private static readonly Lazy _lazy = new Lazy(() => new MySingleton());
    public static MySingleton Instance => _lazy.Value;
}
  • Lazy 默认启用线程安全模式(LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication
  • 避免手写双重检查锁,容易漏掉 volatile 或内存屏障
  • 静态构造函数也可保证线程安全,但无法延迟初始化

DI 容器注册为 Singleton 时,实例真的全局唯一吗?

是的,但前提是:你用的是同一个 IServiceProvider 实例(即同一个 DI 容器根容器)。ASP.NET Core 默认的 WebHostBuilder / HostBuilder 创建的是单根容器,所有请求共享同一组 singleton 实例。

容易踩的坑:

  • 在中间件或控制器里手动调用 services.BuildServiceProvider() → 每次都新建一个容器,导致 singleton 变成“伪单例”
  • ScopedTransient 服务中持有对 singleton 的引用没问题,但反过来——singleton 里依赖 Scoped 服务(如 DbContext)会引发异常或隐式捕获 scope
  • 使用第三方容器(如 Autofac、DryIoc)时,确认其 SingleInstance() / Singleton() 行为与 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 一致

高并发下 singleton 服务里的状态管理风险

DI 容器只保证“实例单一”,不保证“线程安全”。如果你的 singleton 类里有可变字段(private int _counter)、缓存字典(ConcurrentDictionary 除外)、或未加锁的集合操作,就会出现数据竞争。

典型场景:

Lessie AI
Lessie AI

一款定位为「People Search AI Agent」的AI搜索智能体

下载
  • Dictionary 做运行时缓存 → 高并发读写直接抛 InvalidOperationException
  • 在 singleton 中缓存 HttpClient 是安全的(它本就是为复用设计),但缓存 HttpClientHandler 并手动设置 Credentials 等属性可能引发副作用
  • 异步方法中用 async void 或未 await 的 Task → 可能导致 singleton 状态错乱或资源泄漏

建议:

  • 优先用不可变对象、纯函数逻辑
  • 状态变更必须加锁(lockSemaphoreSlim)或改用线程安全集合(ConcurrentDictionaryConcurrentQueue
  • 避免在 singleton 中存储 request/session 级别数据(该用 Scoped

DI 容器和手写单例混用会出什么问题?

混合使用会导致生命周期失控。例如:你在 Startup.ConfigureServices 注册了 services.AddSingleton(),又在某个类里写了 MyService.Instance 手动单例,两个实例各自维护状态,行为完全割裂。

更隐蔽的问题:

  • 手写单例里依赖了 DI 容器注入的服务(比如通过 IServiceProvider 获取),但该 provider 是从 scoped service 拿的 → 生命周期越界
  • 单元测试时,手写单例无法被替换或重置,破坏可测性
  • 某些 DI 容器(如 Scrutor)支持装饰器、条件注册,手写单例绕过了这些机制

结论:在 ASP.NET Core 项目中,应统一走 DI 容器管理生命周期。手写单例仅限极少数场景(如配置解析器、日志门面封装),且不得参与依赖图。

最常被忽略的一点:singleton 服务的构造函数不能耗时或阻塞(比如连数据库、读大文件),否则会拖慢整个应用启动,甚至触发 Kestrel 启动超时。

相关专题

更多
什么是中间件
什么是中间件

中间件是一种软件组件,充当不兼容组件之间的桥梁,提供额外服务,例如集成异构系统、提供常用服务、提高应用程序性能,以及简化应用程序开发。想了解更多中间件的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

178

2024.05.11

Golang 中间件开发与微服务架构
Golang 中间件开发与微服务架构

本专题系统讲解 Golang 在微服务架构中的中间件开发,包括日志处理、限流与熔断、认证与授权、服务监控、API 网关设计等常见中间件功能的实现。通过实战项目,帮助开发者理解如何使用 Go 编写高效、可扩展的中间件组件,并在微服务环境中进行灵活部署与管理。

212

2025.12.18

session失效的原因
session失效的原因

session失效的原因有会话超时、会话数量限制、会话完整性检查、服务器重启、浏览器或设备问题等等。详细介绍:1、会话超时:服务器为Session设置了一个默认的超时时间,当用户在一段时间内没有与服务器交互时,Session将自动失效;2、会话数量限制:服务器为每个用户的Session数量设置了一个限制,当用户创建的Session数量超过这个限制时,最新的会覆盖最早的等等。

308

2023.10.17

session失效解决方法
session失效解决方法

session失效通常是由于 session 的生存时间过期或者服务器关闭导致的。其解决办法:1、延长session的生存时间;2、使用持久化存储;3、使用cookie;4、异步更新session;5、使用会话管理中间件。

739

2023.10.18

cookie与session的区别
cookie与session的区别

本专题整合了cookie与session的区别和使用方法等相关内容,阅读专题下面的文章了解更详细的内容。

88

2025.08.19

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

315

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

538

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

52

2025.08.29

C++ 单元测试与代码质量保障
C++ 单元测试与代码质量保障

本专题系统讲解 C++ 在单元测试与代码质量保障方面的实战方法,包括测试驱动开发理念、Google Test/Google Mock 的使用、测试用例设计、边界条件验证、持续集成中的自动化测试流程,以及常见代码质量问题的发现与修复。通过工程化示例,帮助开发者建立 可测试、可维护、高质量的 C++ 项目体系。

8

2026.01.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Laravel 5.8 中文文档手册
Laravel 5.8 中文文档手册

共74课时 | 84.9万人学习

SESSION实现登录与验证
SESSION实现登录与验证

共10课时 | 9.6万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号