Статические конструкторы (Руководство по программированию в C#)

  • Статья

Статический конструктор используется для инициализации любых статических данных или для выполнения определенного действия, которое требуется выполнить только один раз. Он вызывается автоматически перед созданием первого экземпляра или ссылкой на какие-либо статические члены. Статический конструктор будет вызываться по крайней мере один раз.

class SimpleClass
{
    // Static variable that must be initialized at run time.
    static readonly long baseline;

    // Static constructor is called at most one time, before any
    // instance constructor is invoked or member is accessed.
    static SimpleClass()
    {
        baseline = DateTime.Now.Ticks;
    }
}

Существует несколько действий, которые являются частью статической инициализации. Эти действия выполняются в следующем порядке:

  1. Статические поля имеют значение 0. Обычно это делается средой выполнения.
  2. Запуск инициализаторов статических полей. Инициализаторы статических полей в большинстве производных типов.
  3. Запуск инициализаторов статических полей базового типа. Инициализаторы статических полей, начиная с прямой базы с каждым базовым типом System.Object.
  4. Запуск базовых статических конструкторов. Все статические конструкторы, начиная с Object.Object каждого базового класса, до прямого базового класса.
  5. Выполняется статический конструктор. Статический конструктор для типа выполняется.

Инициализатор модуля может быть альтернативой статическому конструктору. Дополнительные сведения см. в спецификации для инициализаторов модулей.

Замечания

Статические конструкторы обладают следующими свойствами.

  • Статический конструктор не принимает модификаторы доступа и не имеет параметров.
  • Класс или структура могут иметь только один статический конструктор.
  • Статические конструкторы не могут быть унаследованы или перегружены.
  • Статический конструктор нельзя вызывать напрямую. Он предназначен только для вызова из общеязыковой среды выполнения (CLR). Он запускается автоматически.
  • Пользователь не управляет временем, в течение которого статический конструктор выполняется в программе.
  • Статический конструктор вызывается автоматически. Он инициализирует класс перед созданием первого экземпляра или ссылок на какие-либо статические элементы, объявленные в этом классе (не его базовых классах). Статический конструктор выполняется раньше, чем конструктор экземпляра. Если в классе со статическим конструктором присутствуют инициализаторы переменных для статических полей, они выполняются в том порядке, в котором они появляются в объявлении класса. Эти инициализаторы выполняются непосредственно перед выполнением статического конструктора.
  • Если вы не предоставили статический конструктор для инициализации статических полей, все статические поля инициализируются значениями по умолчанию, которые указаны в разделе Значения по умолчанию типов C#.
  • Если статический конструктор создает исключение, среда выполнения не вызывает его во второй раз, и тогда тип остается неинициализированным на все время существования домена приложения. Чаще всего исключение TypeInitializationException вызывается, когда статический конструктор не может создать экземпляр типа или в статическом конструкторе создается необработанное исключение. Для устранения неполадок со статическими конструкторами, которые не определены явным образом в исходном коде, может потребоваться проверка кода на промежуточном языке (IL).
  • Наличие статического конструктора не позволяет добавлять атрибут типа BeforeFieldInit. Это ограничивает возможности оптимизации во время выполнения.
  • Поле, объявленное как static readonly, может быть присвоено только при его объявлении или в статическом конструкторе. Если явный статический конструктор не требуется, инициализируйте статические поля в объявлении, а не через статический конструктор, чтобы оптимизировать среду выполнения.
  • Среда выполнения вызывает статический конструктор не более одного раза для каждого домена приложения. Этот вызов выполняется в заблокированном регионе на основе определенного типа класса. В тексте статического конструктора не нужны дополнительные механизмы блокировки. Чтобы избежать риска взаимоблокировки, не блокируйте текущий поток в статических конструкторах и инициализаторах. Например, не следует ожидать выполнения задач, потоков, обработчиков ожидания или событий, а также создавать блокировки или выполнять блокирующие параллельные операции, как, например, параллельные циклы, Parallel.Invoke и запросы Parallel LINQ.

Примечание.

Наличие явного статического конструктора следует документировать, несмотря на отсутствие прямого доступа к нему, поскольку это важно для устранения неполадок с исключениями при инициализации.

Использование

  • Типичным использованием статических конструкторов является случай, когда класс использует файл журнала и конструктор применяется для добавления записей в этот файл.
  • Статические конструкторы также полезны при создании классов-оболочек для неуправляемого кода, когда конструктор может вызвать метод LoadLibrary.
  • Кроме того, статические конструкторы очень удобны для проведения проверок времени выполнения для параметров типов, которые нельзя проверить во время компиляции с помощью ограничений параметров типов.

Пример

В этом примере класс Bus имеет статический конструктор. При создании первого экземпляра класса Bus (bus1) для инициализации класса вызывается статический конструктор. В выходных данных этого примера можно увидеть, что статический конструктор выполняется только один раз, несмотря на то, что создается два экземпляра класса Bus. Кроме того, этот конструктор вызывается до выполнения конструктора экземпляра.

public class Bus
{
    // Static variable used by all Bus instances.
    // Represents the time the first bus of the day starts its route.
    protected static readonly DateTime globalStartTime;

    // Property for the number of each bus.
    protected int RouteNumber { get; set; }

    // Static constructor to initialize the static variable.
    // It is invoked before the first instance constructor is run.
    static Bus()
    {
        globalStartTime = DateTime.Now;

        // The following statement produces the first line of output,
        // and the line occurs only once.
        Console.WriteLine("Static constructor sets global start time to {0}",
            globalStartTime.ToLongTimeString());
    }

    // Instance constructor.
    public Bus(int routeNum)
    {
        RouteNumber = routeNum;
        Console.WriteLine("Bus #{0} is created.", RouteNumber);
    }

    // Instance method.
    public void Drive()
    {
        TimeSpan elapsedTime = DateTime.Now - globalStartTime;

        // For demonstration purposes we treat milliseconds as minutes to simulate
        // actual bus times. Do not do this in your actual bus schedule program!
        Console.WriteLine("{0} is starting its route {1:N2} minutes after global start time {2}.",
                                this.RouteNumber,
                                elapsedTime.Milliseconds,
                                globalStartTime.ToShortTimeString());
    }
}

class TestBus
{
    static void Main()
    {
        // The creation of this instance activates the static constructor.
        Bus bus1 = new Bus(71);

        // Create a second bus.
        Bus bus2 = new Bus(72);

        // Send bus1 on its way.
        bus1.Drive();

        // Wait for bus2 to warm up.
        System.Threading.Thread.Sleep(25);

        // Send bus2 on its way.
        bus2.Drive();

        // Keep the console window open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}
/* Sample output:
    Static constructor sets global start time to 3:57:08 PM.
    Bus #71 is created.
    Bus #72 is created.
    71 is starting its route 6.00 minutes after global start time 3:57 PM.
    72 is starting its route 31.00 minutes after global start time 3:57 PM.
*/

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в разделе Статические конструктор в спецификации языка C#.

См. также