从零理解sync.Once一次性初始化

2023-11-29 03:48:22

在Go中，并发原语Once以用来执行且仅仅执行一次动作，常常用于单例对象的初始化场景。一旦遇到只需要初始化一次的场景，首先想到的就应该是 Once 并发原语。

同步操作的必要性

在并发编程中，多个协程可能同时访问共享数据，如果不加以同步，很可能会导致数据不一致的问题。Go提供了多种同步机制，其中一种就是Once并发原语。

Once的基本概念

Once是一个轻量级的同步机制，它保证某个操作只会被执行一次。一旦Once被调用，它将处于已执行状态，后续调用将不会再执行操作。

Once的内部实现

Once的内部实现使用了一个原子变量和一个互斥锁。当Once被调用时，它会首先检查原子变量是否为零。如果为零，则表示操作尚未执行，Once会使用互斥锁将该协程和其他协程隔离开来，并在互斥锁的保护下将原子变量设置为非零值，并执行操作。如果原子变量不为零，则表示操作已经执行，Once直接返回。

使用Once进行一次性初始化

Once最常见的用法是进行一次性初始化。例如，我们可以使用Once来初始化一个单例对象。在单例模式中，我们只允许创建一个对象，并且该对象在整个程序的生命周期内都是可用的。我们可以使用Once来确保单例对象只被初始化一次。

以下是一个使用Once来初始化单例对象的示例代码：

package main

import (
	"sync"
)

// 定义一个单例对象
type Singleton struct {
	value int
}

// 定义一个Once变量
var once sync.Once

// 定义一个获取单例对象的函数
func GetInstance() *Singleton {
	// 使用Once来确保单例对象只被初始化一次
	once.Do(func() {
		instance = &Singleton{value: 10}
	})

	return instance
}

func main() {
	// 获取单例对象
	instance := GetInstance()

	// 使用单例对象
	fmt.Println(instance.value) // 输出：10
}

在上面的代码中，我们定义了一个Singleton结构体，它表示一个单例对象。我们还定义了一个sync.Once变量，名为once。GetInstance函数是用于获取单例对象的函数。在这个函数中，我们使用once.Do函数来确保单例对象只被初始化一次。once.Do函数会首先检查once变量是否为零。如果为零，则表示单例对象尚未被初始化，once.Do函数会使用互斥锁将该协程和其他协程隔离开来，并在互斥锁的保护下将once变量设置为非零值，并初始化单例对象。如果once变量不为零，则表示单例对象已经初始化，once.Do函数直接返回。