如何在不降低性能的情况下使所有webapi请求都可以使用昂贵的方法数据?

我有一些数据需要在我的WebApi控制器方法被调用时惰性访问(数据由GetModelRelationalInformation()方法处理，并且可能是一个昂贵的操作，一旦创建存在于服务的生命周期中，服务的其余部分非常快，但由于传入其他参数，结果不能被缓存)。我想避免使用完整的缓存库或单例库，所以我认为利用应用程序变量将是前进的方向:

 if (HttpContext.Current.Application["ModelRelationalInfo"] == null)
 {
     HttpContext.Current.Applicatin["ModelRelationalInfo"] = GetModelRelationalInformation();
 }
 return HttpContext.Current.Applicatin["ModelRelationalInfo"];

但是，如果在构建数据之前出现第二个请求，我不希望再次运行昂贵的方法，因此我考虑在此周围添加锁，如下所示:

if (HttpContext.Current.Application["ModelRelationalInfo"] == null)
{
    lock (padlock)
    {
        if (HttpContext.Current.Application["ModelRelationalInfo"] == null)
        {
            HttpContext.Current.Applicatin["ModelRelationalInfo"] = GetModelRelationalInformation();
        }
    }
}
return HttpContext.Current.Applicatin["ModelRelationalInfo"];

我知道锁是昂贵的，但这应该只影响对服务的初始请求(那些在构建数据时进入的请求)。以这种方式访问应用程序变量安全吗?我们是否应该考虑其他方法，比如单例更合适?

这是一个更大的服务的一部分，所以把它放到全局。asax会增加服务的启动时间，这也是我想避免的。

编辑:请注意，padlock是一个类成员静态变量，与此代码中的方法相同。