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踩坑！初级程序猿须知：Sync.Once的神奇用法
后端
2023-10-11 06:32:38
掌握 sync.Once，轻松驾驭并发编程
前言
在 Go 语言的并发编程中，协调并发任务至关重要。sync.Once 是一个简单但强大的工具，可帮助您确保特定操作只执行一次，即使有多个 goroutine 同时尝试执行。了解并掌握 sync.Once 的用法，将大幅提升您编写健壮、可靠并发程序的能力。
初识 sync.Once
sync.Once 是一种并发类型，它只有一个方法：Do。此方法接收一个函数作为参数，并保证该函数只会被执行一次。也就是说，无论调用 sync.Once.Do 多次，传入的函数都只会执行一次。
使用场景
sync.Once 在以下场景中特别有用：
- 单例模式： 确保只有一个实例被创建。
- 资源初始化： 保证资源只被初始化一次。
- 并发控制： 确保某段代码只被执行一次。
源码剖析
sync.Once 的实现非常简单，它使用了一个互斥锁和一个原子变量：
type Once struct {
m sync.Mutex
done uint32
}
func (o *Once) Do(f func()) {
if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
o.m.Lock()
defer o.m.Unlock()
if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
f()
atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
}
}
}
当调用 sync.Once.Do 时，它首先会检查原子变量是否为 0。如果不是，说明函数已经执行过，它将直接返回，而不会执行函数 f。
如果原子变量为 0，说明函数还没有被执行过，它将获取互斥锁，然后再次检查原子变量的值。如果仍然为 0，则执行函数 f，并将原子变量的值设置为 1，以表示函数已经执行过。
实战应用
以下是 sync.Once 在不同场景中的实际应用：
- 单例模式：
var instance *MyStruct
var once sync.Once
func GetInstance() *MyStruct {
once.Do(func() {
instance = new(MyStruct)
})
return instance
}
- 资源初始化：
var db *sql.DB
var once sync.Once
func GetDB() *sql.DB {
once.Do(func() {
db = sql.Open("mysql", "user:password@tcp(127.0.0.1:3306)/database")
})
return db
}
- 并发控制：
var once sync.Once
func MyFunc() {
once.Do(func() {
// do something
})
}
结语
sync.Once 是一个看似简单，但功能强大的并发控制工具。它可以轻松实现单例模式、资源初始化和并发控制等场景。掌握 sync.Once 的使用，将让您在并发编程中游刃有余。
常见问题解答
- sync.Once 和 sync.Mutex 有什么区别？
sync.Once 保证函数只执行一次，而 sync.Mutex 保证一段代码被互斥执行。 - 如何检查 sync.Once 是否已经执行过？
可以使用 atomic.LoadUint32(&o.done) == 1 来检查。 - sync.Once 可以用于哪些并发场景？
单例模式、资源初始化、并发控制。 - sync.Once 的使用是否会影响性能？
正常情况下，sync.Once 的使用不会显著影响性能。 - sync.Once 是否可以用于跨 goroutine 的同步？
可以，但需要将 sync.Once 声明为全局变量。
