sync.Once：并发编程中一次性任务的守护者

2022-12-13 07:47:53

sync.Once：在并发编程中确保代码一次执行

引言

在并发编程领域，同步至关重要。sync.Once 是 Go 语言中一个强大的工具，可确保代码块只执行一次，即使它被并发例程多次调用。本博客将深入探讨 sync.Once 的工作原理、使用方法以及在各种并发场景中的应用。

sync.Once 的工作原理

sync.Once 是一个轻量级并发原语，它维护一个内部标志，指示代码块是否已经执行。当一个例程调用 Do 方法时，sync.Once 检查该标志。如果标志为 false，则该例程执行代码块并将其标记为 true。否则，该例程直接返回，无需再次执行该代码块。

使用方法

使用 sync.Once 非常简单：

var once sync.Once

func doSomething() {
  fmt.Println("Doing something...")
}

func main() {
  for i := 0; i < 10; i++ {
    once.Do(doSomething)
  }
}

在上面的示例中，doSomething 函数只会被执行一次，即使我们调用了 10 次 once.Do 方法。

在单例模式中的应用

单例模式 是一种设计模式，可确保只有一个类的一个实例存在。sync.Once 可用于轻松实现单例模式：

type Singleton struct {
  value string
}

var instance *Singleton
var once sync.Once

func GetInstance() *Singleton {
  once.Do(func() {
    instance = &Singleton{value: "Hello, world!"}
  })
  return instance
}

在此示例中，GetInstance 函数返回一个 Singleton 对象。如果对象已经创建，则直接返回；否则，创建对象并返回。

在其他并发场景中的应用

sync.Once 也可用于其他并发场景，例如：

初始化： 确保某个资源只初始化一次。
资源共享： 确保多个线程同时访问共享资源时，该资源只初始化一次。

例如，我们可以使用 sync.Once 来确保一个文件只被读取一次：

var once sync.Once
var data []byte

func ReadFile() []byte {
  once.Do(func() {
    data, err := os.ReadFile("data.txt")
    if err != nil {
      panic(err)
    }
  })
  return data
}

优点

使用 sync.Once 的主要优点包括：

简单性： 易于理解和使用。
高效： 轻量级且高效。
并发安全： 在并发环境中安全使用。

常见问题解答

sync.Once 和 sync.Mutex 有什么区别？
sync.Once 用于确保代码块只执行一次，而 sync.Mutex 用于保护共享资源免受并发访问。
sync.Once 可以多次调用吗？
是的，但 Do 方法只有在内部标志为 false 时才会执行代码块。
sync.Once 是否支持嵌套调用？
不支持。如果在 Do 方法调用的内部再次调用 Do，则会引发 panic。
sync.Once 是否适用于全局变量？
是的，sync.Once 变量可以声明为全局变量。
sync.Once 是否会阻塞线程？
不会，sync.Once 是非阻塞的。