⭐ 题目日期：

小红书 - 2024/11/11

📝 题解：

类的懒加载（Lazy Loading）详解

懒加载（Lazy Loading）是一种延迟初始化技术，其核心思想是 在需要时才创建或加载资源，避免不必要的性能开销。以下是懒加载在不同场景下的实现方式、优缺点及实际应用示例：

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1. 懒加载的核心思想

• 延迟初始化：对象的创建或数据的加载推迟到首次访问时。
• 资源优化：减少启动时间和内存占用，提升性能。
• 按需加载：适用于初始化成本高或使用频率低的资源。

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2. 不同上下文中的懒加载实现

(1) Spring 框架中的 Bean 懒加载

• 实现方式： 使用 @Lazy 注解标记 Bean，Spring 容器在启动时不会初始化该 Bean，而是等到首次注入或获取时再初始化。

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    @Lazy  // 懒加载
    public ExpensiveService expensiveService() {
        return new ExpensiveService();
    }
}

• 适用场景：
  • Bean 初始化耗时（如数据库连接、第三方服务初始化）。
  • Bean 可能不会被立即使用（如功能模块按需加载）。

(2) Hibernate ORM中的关联懒加载

• 实现方式： 在实体关联字段（如 @OneToMany）上设置 fetch = FetchType.LAZY，延迟加载关联数据。

@Entity
public class Order {
    @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY)
    private List<OrderItem> items;  // 懒加载关联的订单项
}

• 注意事项：
  • 访问懒加载字段需在 Hibernate Session 未关闭的情况下进行，否则会抛出 LazyInitializationException。
  • 可通过 Fetch Join 或 Hibernate.initialize() 主动加载。

(3) 单例模式的懒加载（线程安全)

• 实现方式： 使用双重检查锁定（Double-Checked Locking）或静态内部类。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

(4) Java 8 的 Supplier 延迟初始化

• 实现方式： 利用 Supplier 接口延迟创建对象。

public class Lazy<T> {
    private Supplier<T> supplier;
    private T value;
    
    public Lazy(Supplier<T> supplier) {
        this.supplier = supplier;
    }
    
    public T get() {
        if (value == null) {
            value = supplier.get();
        }
        return value;
    }
}
// 使用示例
Lazy<ExpensiveResource> resource = new Lazy<>(ExpensiveResource::new);

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3. 懒加载的优缺点

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4. 适用场景

• 高开销对象：如数据库连接池、缓存初始化。
• 低频使用资源：如日志服务、辅助工具类。
• 模块化架构：按需加载插件或功能模块。
• 大规模数据：如分页查询、懒加载列表数据。

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5. 注意事项

• 线程安全：多线程环境下需确保懒加载代码的原子性。
• 异常处理：捕获初始化时的异常，避免程序崩溃。
• 资源释放：懒加载的资源需在适当时候释放（如 Spring Bean 的销毁回调）。
• 循环依赖：在依赖注入框架中，懒加载可能掩盖循环依赖问题。

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6. 示例：Spring 中的懒加载实战

配置类

@Configuration
public class LazyConfig {
    @Bean
    @Lazy
    public HeavyResource heavyResource() {
        System.out.println("Initializing HeavyResource...");
        return new HeavyResource();
    }
}

使用类

@Service
public class MyService {
    @Autowired
    private HeavyResource heavyResource;  // 首次访问时初始化
    
    public void doWork() {
        heavyResource.process();  // 此时才会创建 HeavyResource 实例
    }
}

输出结果

// 启动时无输出
// 调用 doWork() 后输出：Initializing HeavyResource...

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总结

懒加载通过延迟资源初始化，优化了应用的启动性能和内存使用，尤其在处理高开销、低频访问的资源时效果显著。然而，需权衡其带来的运行时延迟和复杂度增加。在 Spring、Hibernate 等框架中，合理利用懒加载机制能显著提升系统效率。