【C#（JAVA）】Singletonパターンで非同期処理でインスタンス化の方法が不明

Question

結城 浩 (著)
増補改訂版Java言語で学ぶデザインパターン入門
のSingleton を学習しています。

非同期処理によって、
インスタンスが作成されることが1個であることを保証したいです。
Javaでは、synchronizedをつけるだけで良いそうなのですが、
C#のasync　await Taskや
**lock(追記)**を利用するとどのようにかくことができますでしょうか。

サイトを探してみたのですが、
メソッドに対して、非同期処理をかいているものはあったのですが、
if文の結果？に対してのものは見つかりませんでしたので
ご教示お願い致します。
(そもそも今回の場合はC#に置き換えることは不可でしょうか。)

public static synchronized Singleton getInstance(){
   if(singleton == null){
      singleton = new Singleton();   
   }
      return singleton;
}

using System;
using System.Threading;

namespace Singleton
{
    class Singleton
    {
        private static Singleton _Singleton = null;
        
        private Singleton() {
            Console.WriteLine("インスタンスを生成しました。");
            Slowdown();
        }

        public static async Singleton getInstance() {    //★★★ここをJavaコードと同等のもので置き換えたい
            if (_Singleton == null) {
                _Singleton = new Singleton();
            }
            return _Singleton;
        }

        private void Slowdown() {
            //3秒待機
            Thread.Sleep(3000);
        }
    }
}

Comments

[dodox86]

なぜ、C#のasync await の非同期でシングルトンのインスタンスを生成したいのでしょうか。Javaのsynchronizedを使うシーンとは用途が違うと思うのですが。Javaのsynchronizedと合わせたいのであれば、C#で例えばlockを使ってスレッド間で排他的に処理したい、と言うことではないのでしょうか。

[k_mail]

一番の目的は、async await を学習しましたので、
使ってみたい、になります。

lockを存じ上げていなかったのですが、
(排他制御方法をasync await しか知らなかったです。。)
synchronizedはlockにあたるんですね。。

質問を修正致しました。

[dodox86]

async/await は非同期実行の為のもので、何かしらの排他制御の為の機能ではないです。

Answer 1

https://csharpindepth.com/Articles/Singleton
上記サイトによると、スレッドセーフなSingletonパターンはいくつかあるようです。
Second version以降がそうだと思います。

最終更新日が2011年なので、最新のC#のバージョンでは違う方法もあるかもしれませんが、参考にしてはいかがでしょうか。

Comments

[dodox86]

参考になる面白い記事ですね。Exceptionsの章で、Sometimes, you need to do work in a singleton constructor which may throw an exception, とあり、やはりその懸念があったかと納得しました。

Answer 2

C# のlockステートメントを使った例については、こちらを参考にさせていただくと良いかと思います。

Stackoverflow(日本語版) - C#でスレッドセーフなシングルトンクラスを実装したい

※個人的には一番最初のlock用オブジェクトを生成するとき、厳密にスレッドセーフなのかどうか少し不安になりました。(new して=でセットする部分がアトミックではないように思える。readonlyなので実際問題は無さそうだけれど)

尚、シングルトンに関してはteratailでも過去、いくつか質問回答が寄せられているのでそれら併せて参考にされるとよろしいかと思います。