C#中已存储数据的类间变量传递与更新问题（Modbus TCP场景）

问题根源 #

核心问题是**Modbus类和Server_Socket类各自实例化了独立的Modbus_Variables对象**，两者属于不同内存实例，因此Modbus中赋值的Function_Code不会同步到Server_Socket的实例里，自然取到默认值0。

优化的跨类/跨项目共享变量方案 #

1. 单例模式（全局共享最直接方案） #

修改Modbus_Variables为单例，确保整个应用只有一个实例：

public class Modbus_Variables
{
    // 私有构造函数禁止外部实例化
    private Modbus_Variables() {}

    // 懒加载式静态实例，保证线程安全
    private static readonly Lazy<Modbus_Variables> _instance = new Lazy<Modbus_Variables>(() => new Modbus_Variables());

    public static Modbus_Variables Instance => _instance.Value;

    public byte Function_Code { get; set; }
}

在Modbus和Server_Socket中直接使用单例实例：

// Modbus类中
public class Modbus
{
    private readonly Modbus_Variables _modbusVars = Modbus_Variables.Instance;

    public void Store_Recieved_Bytes(byte[] Recieved_Bytes)
    {
        _modbusVars.Function_Code = Recieved_Bytes[7];
    }
}

// Server_Socket类中
public class Server_Socket
{
    private readonly Modbus_Variables _modbusVars = Modbus_Variables.Instance;

    private async void TakeCareOfTCPClient(TcpClient paramClient)
    {
        await stream.WriteAsync(Data_Of_Header_File, _modbusVars.Function_Code, 11);
    }
}

2. 依赖注入（复杂项目首选，解耦性强） #

如果项目使用依赖注入框架（如ASP.NET Core内置DI），可将Modbus_Variables注册为单例服务，再在需要的类中注入：

// 注册服务（例如Program.cs中）
builder.Services.AddSingleton<Modbus_Variables>();

// Modbus类通过构造函数注入
public class Modbus
{
    private readonly Modbus_Variables _modbusVars;

    public Modbus(Modbus_Variables modbusVars)
    {
        _modbusVars = modbusVars;
    }

    public void Store_Recieved_Bytes(byte[] Recieved_Bytes)
    {
        _modbusVars.Function_Code = Recieved_Bytes[7];
    }
}

// Server_Socket类同样通过构造函数注入
public class Server_Socket
{
    private readonly Modbus_Variables _modbusVars;

    public Server_Socket(Modbus_Variables modbusVars)
    {
        _modbusVars = modbusVars;
    }

    private async void TakeCareOfTCPClient(TcpClient paramClient)
    {
        await stream.WriteAsync(Data_Of_Header_File, _modbusVars.Function_Code, 11);
    }
}

3. 构造函数/方法传递实例（轻量级解耦） #

若不想用单例或DI，可在创建Server_Socket实例时，将Modbus类中的Modbus_Variables实例传递过去：

// Modbus类中暴露实例
public class Modbus
{
    public Modbus_Variables ModBus_Variable { get; } = new Modbus_Variables();

    public void Store_Recieved_Bytes(byte[] Recieved_Bytes)
    {
        ModBus_Variable.Function_Code = Recieved_Bytes[7];
    }
}

// 创建Server_Socket时传入实例
var modbus = new Modbus();
var serverSocket = new Server_Socket(modbus.ModBus_Variable);

// Server_Socket类修改构造函数接收实例
public class Server_Socket
{
    private readonly Modbus_Variables _modbusVars;

    public Server_Socket(Modbus_Variables modbusVars)
    {
        _modbusVars = modbusVars;
    }

    private async void TakeCareOfTCPClient(TcpClient paramClient)
    {
        await stream.WriteAsync(Data_Of_Header_File, _modbusVars.Function_Code, 11);
    }
}

4. 静态类（注意线程安全） #

如果变量无需实例化，可直接用静态类存储，但要处理多线程读写的线程安全问题：

public static class Modbus_Variables
{
    private static readonly object _lockObj = new object();
    private static byte _functionCode;

    public static byte Function_Code
    {
        get
        {
            lock (_lockObj)
            {
                return _functionCode;
            }
        }
        set
        {
            lock (_lockObj)
            {
                _functionCode = value;
            }
        }
    }
}

使用时直接调用静态属性：

// Modbus类中
Modbus_Variables.Function_Code = Recieved_Bytes[7];

// Server_Socket类中
await stream.WriteAsync(Data_Of_Header_File, Modbus_Variables.Function_Code, 11);

注意事项 #

• 单例和静态类必须关注线程安全：多线程同时读写时，需加锁或使用Interlocked等线程安全操作。
• 依赖注入适合中大型项目，能提升代码解耦度，便于单元测试。
• 构造函数传递方式灵活性最高，适合小型项目或模块化场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者shayan ghezelbash