C＃静的コンストラクターはスレッドセーフですか？

つまり、このシングルトン実装はスレッドセーフですか。

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;

    private Singleton() { }

    static Singleton()
    {
        instance = new Singleton();
    }

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

静的コンストラクターは、クラスのインスタンスが作成されるか、静的メンバーにアクセスされる前に、アプリケーションドメインごとに1回だけ実行されることが保証されています。https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/static-constructors

示されている実装は、初期構築ではスレッドセーフです。つまり、Singletonオブジェクトを構築するためにロックやnullテストは必要ありません。ただし、これはインスタンスの使用が同期されることを意味するものではありません。これを行うにはさまざまな方法があります。以下に示します。

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    // Added a static mutex for synchronising use of instance.
    private static System.Threading.Mutex mutex;
    private Singleton() { }
    static Singleton()
    {
        instance = new Singleton();
        mutex = new System.Threading.Mutex();
    }

    public static Singleton Acquire()
    {
        mutex.WaitOne();
        return instance;
    }

    // Each call to Acquire() requires a call to Release()
    public static void Release()
    {
        mutex.ReleaseMutex();
    }
}

これらの答えはすべて同じ一般的な答えを示していますが、注意点が1つあります。

ジェネリッククラスのすべての潜在的な派生は、個別の型としてコンパイルされることに注意してください。そのため、ジェネリック型の静的コンストラクターを実装する場合は注意が必要です。

class MyObject<T>
{
    static MyObject() 
    {
       //this code will get executed for each T.
    }
}

編集：

ここにデモンストレーションがあります：

static void Main(string[] args)
{
    var obj = new Foo<object>();
    var obj2 = new Foo<string>();
}

public class Foo<T>
{
    static Foo()
    {
         System.Diagnostics.Debug.WriteLine(String.Format("Hit {0}", typeof(T).ToString()));        
    }
}

コンソールで：

Hit System.Object
Hit System.String

静的コンストラクタの使用は実際にはスレッドセーフです。静的コンストラクタは、1回だけ実行されることが保証されています。

C＃言語仕様から：

クラスの静的コンストラクタは、特定のアプリケーションドメインで最大1回実行されます。静的コンストラクターの実行は、アプリケーションドメイン内で発生する次の最初のイベントによってトリガーされます。

• クラスのインスタンスが作成されます。
• クラスの静的メンバーのいずれかが参照されている。

つまり、シングルトンが正しくインスタンス化されることを信頼できます。

Zoobaは、静的コンストラクターがシングルトンへのスレッドセーフな共有アクセスを保証しないという優れた点（そして15秒前にも！）を示しました。これは別の方法で処理する必要があります。

これは、c＃シングルトンの上のMSDNページのCliffnotesバージョンです。

常に次のパターンを使用してください。間違いはありません。

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

   private Singleton(){}

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

明白なシングルトン機能を超えて、それはあなたにこれらの2つのものを無料で提供します（C ++のシングルトンに関して）：

1. 遅延構築（または呼び出されなかった場合は構築なし）
2. 同期

静的コンストラクターはアプリドメインごとに1回だけ起動することが保証されているため、アプローチは問題ありません。ただし、機能的には、より簡潔なインラインバージョンと同じです。

private static readonly Singleton instance = new Singleton();

スレッドの安全性は、遅延して初期化する場合の問題です。

静的コンストラクターは、スレッドがクラスにアクセスできるようになる前に実行を終了します。

    private class InitializerTest
    {
        static private int _x;
        static public string Status()
        {
            return "_x = " + _x;
        }
        static InitializerTest()
        {
            System.Diagnostics.Debug.WriteLine("InitializerTest() starting.");
            _x = 1;
            Thread.Sleep(3000);
            _x = 2;
            System.Diagnostics.Debug.WriteLine("InitializerTest() finished.");
        }
    }

    private void ClassInitializerInThread()
    {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetHashCode() + ": ClassInitializerInThread() starting.");
        string status = InitializerTest.Status();
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetHashCode() + ": ClassInitializerInThread() status = " + status);
    }

    private void classInitializerButton_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
        new Thread(ClassInitializerInThread).Start();
    }

上記のコードは以下の結果を生成しました。

10: ClassInitializerInThread() starting.
11: ClassInitializerInThread() starting.
12: ClassInitializerInThread() starting.
InitializerTest() starting.
InitializerTest() finished.
11: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x2650 has exited with code 0 (0x0).
10: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x1f50 has exited with code 0 (0x0).
12: ClassInitializerInThread() status = _x = 2
The thread 0x73c has exited with code 0 (0x0).

静的コンストラクターの実行には長い時間がかかりましたが、他のスレッドは停止して待機しました。すべてのスレッドは、静的コンストラクターの下部で設定された_xの値を読み取ります。

共通言語基盤の仕様を保証する「明示的にユーザーコードによって呼び出さない限り、任意のタイプのために一度だけ実行しなければなら初期化子タイプ。」（セクション9.5.3.1。）したがって、緩やかに呼び出しているSingleton :: .. cctorにかなりのILが直接ない限り、静的コンストラクタは、Singleton型が使用される前に1回だけ実行され、Singletonのインスタンスが1つだけ作成されます。そして、Instanceプロパティはスレッドセーフです。

シングルトンのコンストラクターがInstanceプロパティに（間接的にも）アクセスする場合、Instanceプロパティはnullになることに注意してください。プロパティアクセサーでインスタンスがnull以外であることを確認することで、これが発生したことを検出して例外をスローすることが最善の方法です。静的コンストラクターが完了すると、Instanceプロパティはnull以外になります。

以下のようZoombaの答えをあなたポイントは、複数のスレッドからのアクセスにシングルトンの安全を作る、またはシングルトンインスタンスを使用して、周りのロック機構を実装する必要があります。

わかりやすくするために、静的コンストラクタなどではなく、静的型初期化子があります。これは、この点を示す循環静的コンストラクタ依存関係の小さなデモです。

静的コンストラクタはスレッドセーフであることが保証されています。また、DeveloperZenのシングルトンに関するディスカッションを確認してください。http： //www.developerzen.com/2007/07/15/whats-wrong-with-this-code-1-discussion/

他の答えはほぼ正しいですが、静的コンストラクターにはさらに別の警告があります。

セクションII.10.5.3.3に従って、ECMA-335共通言語インフラストラクチャの 競合とデッドロック

型の初期化だけでは、型の初期化子から（直接的または間接的に）呼び出されたコードが明示的にブロッキング操作を呼び出さない限り、デッドロックは発生しません。

次のコードはデッドロックになります

using System.Threading;
class MyClass
{
    static void Main() { /* Won’t run... the static constructor deadlocks */  }

    static MyClass()
    {
        Thread thread = new Thread(arg => { });
        thread.Start();
        thread.Join();
    }
}

原作者はイゴールオストロフスキーです。彼の投稿はこちらをご覧ください。