这篇文章主要介绍了Golang并发利器sync.Once怎么使用的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇Golang并发利器sync.Once怎么使用文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。
sync.Once 基本概念
什么是 sync.Once
sync.Once 是 Go 语言中的一种同步原语，用于确保某个操作或函数在并发环境下只被执行一次。它只有一个导出的方法，即 Do，该方法接收一个函数参数。在 Do 方法被调用后，该函数将被执行，而且只会执行一次，即使在多个协程同时调用的情况下也是如此。
sync.Once 的应用场景
sync.Once 主要用于以下场景：
单例模式：确保全局只有一个实例对象，避免重复创建资源。
延迟初始化：在程序运行过程中需要用到某个资源时，通过
sync.Once动态地初始化该资源。只执行一次的操作：例如只需要执行一次的配置加载、数据清理等操作。
sync.Once 应用实例
单例模式
在单例模式中，我们需要确保一个结构体只被初始化一次。使用 sync.Once 可以轻松实现这一目标。
package mainimport ( "fmt" "sync")type Singleton struct{}var ( instance *Singleton once sync.Once)func GetInstance() *Singleton { once.Do(func() { instance = &Singleton{} }) return instance}func main() { var wg sync.WaitGroup for i := 0; i < 5; i++ { wg.Add(1) go func() { defer wg.Done() s := GetInstance() fmt.Printf("Singleton instance address: %p\n", s) }() } wg.Wait()}上述代码中，GetInstance 函数通过 once.Do() 确保 instance 只会被初始化一次。在并发环境下，多个协程同时调用 GetInstance 时，只有一个协程会执行 instance = &Singleton{}，所有协程得到的实例 s 都是同一个。
延迟初始化
有时候希望在需要时才初始化某些资源。使用 sync.Once 可以实现这一目标。
package mainimport ( "fmt" "sync")type Config struct { config map[string]string}var ( config *Config once sync.Once)func GetConfig() *Config { once.Do(func() { fmt.Println("init config...") config = &Config{ config: map[string]string{ "c1": "v1", "c2": "v2", }, } }) return config}func main() { // 第一次需要获取配置信息，初始化 config cfg := GetConfig() fmt.Println("c1: ", cfg.config["c1"]) // 第二次需要，此时 config 已经被初始化过，无需再次初始化 cfg2 := GetConfig() fmt.Println("c2: ", cfg2.config["c2"])}在这个示例中，定义了一个 Config 结构体，它包含一些设置信息。使用 sync.Once 来实现 GetConfig 函数，该函数在第一次调用时初始化 Config。这样，我们可以在真正需要时才初始化 Config，从而避免不必要的开销。
sync.Once 实现原理
type Once struct { // 表示是否执行了操作 done uint32 // 互斥锁，确保多个协程访问时，只能一个协程执行操作 m Mutex}func (o *Once) Do(f func()) { // 判断 done 的值，如果是 0，说明 f 还没有被执行过 if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 { // 构建慢路径(slow-path)，以允许对 Do 方法的快路径(fast-path)进行内联 o.doSlow(f) }}func (o *Once) doSlow(f func()) { // 加锁 o.m.Lock() defer o.m.Unlock() // 双重检查，避免 f 已被执行过 if o.done == 0 { // 修改 done 的值 defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1) // 执行函数 f() }}sync.Once 结构体包含两个字段：done 和 mu。done 是一个 uint32 类型的变量，用于表示操作是否已经执行过；m 是一个互斥锁，用于确保在多个协程访问时，只有一个协程能执行操作。
sync.Once 结构体包含两个方法：Do 和 doSlow。Do 方法是其核心方法，它接收一个函数参数 f。首先它会通过原子操作atomic.LoadUint32（保证并发安全） 检查 done 的值，如果为 0，表示 f 函数没有被执行过，然后执行 doSlow 方法。
在 doSlow 方法里，首先对互斥锁 m 进行加锁，确保在多个协程访问时，只有一个协程能执行 f 函数。接着再次检查 done 变量的值，如果 done 的值仍为 0，说明 f 函数没有被执行过，此时执行 f 函数，最后通过原子操作 atomic.StoreUint32 将 done 变量的值设置为 1。
为什么会封装一个 doSlow 方法
doSlow 方法的存在主要是为了性能优化。将慢路径（slow-path）代码从 Do 方法中分离出来，使得 Do 方法的快路径（fast-path）能够被内联（inlined），从而提高性能。
为什么会有双重检查（double check）的写法
从源码可知，存在两次对 done 的值的判断。
第一次检查：在获取锁之前，先使用原子加载操作
atomic.LoadUint32检查done变量的值，如果done的值为 1，表示操作已执行，此时直接返回，不再执行doSlow方法。这一检查可以避免不必要的锁竞争。第二次检查：获取锁之后，再次检查
done变量的值，这一检查是为了确保在当前协程获取锁期间，其他协程没有执行过f函数。如果done的值仍为 0，表示f函数没有被执行过。
通过双重检查，可以在大多数情况下避免锁竞争，提高性能。
加强的 sync.Once
sync.Once 提供的 Do 方法并没有返回值，意味着如果我们传入的函数如果发生 error 导致初始化失败，后续调用 Do 方法也不会再初始化。为了避免这个问题，我们可以实现一个 类似 sync.Once 的并发原语。
package mainimport ( "sync" "sync/atomic")type Once struct { done uint32 m sync.Mutex}func (o *Once) Do(f func() error) error { if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 { return o.doSlow(f) } return nil}func (o *Once) doSlow(f func() error) error { o.m.Lock() defer o.m.Unlock() var err error if o.done == 0 { err = f() // 只有没有 error 的时候，才修改 done 的值 if err == nil { atomic.StoreUint32(&o.done, 1) } } return err}上述代码实现了一个加强的 Once 结构体。与标准的 sync.Once 不同，这个实现允许 Do 方法的函数参数返回一个 error。如果执行函数没有返回 error，则修改 done 的值以表示函数已执行。这样，在后续的调用中，只有在没有发生 error 的情况下，才会跳过函数执行，避免初始化失败。
sync.Once 的注意事项
死锁
通过分析 sync.Once 的源码，可以看到它包含一个名为 m 的互斥锁字段。当我们在 Do 方法内部重复调用 Do 方法时，将会多次尝试获取相同的锁。但是 mutex 互斥锁并不支持可重入操作，因此这将导致死锁现象。
func main() { once := sync.Once{} once.Do(func() { once.Do(func() { fmt.Println("init...") }) })}初始化失败
这里的初始化失败指的是在调用 Do 方法之后，执行 f 函数的过程中发生 error，导致执行失败，现有的 sync.Once 设计我们是无法感知到初始化的失败的，为了解决这个问题，我们可以实现一个类似 sync.Once 的加强 once，前面的内容已经提供了具体实现。
关于“Golang并发利器sync.Once怎么使用”这篇文章的内容就介绍到这里，感谢各位的阅读！相信大家对“Golang并发利器sync.Once怎么使用”知识都有一定的了解，大家如果还想学习更多知识，欢迎关注编程网行业资讯频道。
