什么是sync.Once
官方文档对它的描述是：一个对象将完全执行一次，不得复制。常常用来单例对象的初始化场景，或者并发访问只需要初始化一次的共享资源。sync.Once只暴露了一个方法Do，可以多次调用，但是只有第一次调用Do方法时f参数才会执行，这里的f是一个无参数无返回值的函数。下面来看下官方给出来的demo：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var once sync.Once
onceBody := func() {
fmt.Println("Only once")
}
done := make(chan bool)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
once.Do(onceBody)
done <- true
}()
}
for i := 0; i < 10; i++ {
<-done
}
}
// 结果只打印一次：only once
源码分析
sync.Once的源代码还很少的，直接在代码里面作分析
package sync
import (
"sync/atomic"
)
type Once struct {
done uint32 // 初始值为0表示还未执行过，1表示已经执行过
m Mutex // m为互斥锁
}
func (o *Once) Do(f func()) {
// 判断done是否为0.若为0，表示未执行过，调用doSlow方法
if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
o.doSlow(f)
}
}
func (o *Once) doSlow(f func()) {
// 互斥锁加锁解锁
o.m.Lock()
defer o.m.Unlock()
// 加锁判断done是否为0
if o.done == 0 {
// 执行完f()函数后，将done值设置为1
defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
f()
}
}
Do方法流程图
图片.png
为什么在do方法的时候没有用到cas原子判断？
在do方法源码注释中的时候有这么一段话，说如果是使用 atomic.CompareAndSwapUint32(&o.done, 0, 1）
此方法不会保证实现f函数调用完成,为什么会这么说，同时进行两次调用，cas的获胜者将调用f函数，
失败者将立即返回，而无需等待第一个对f的调用完成。此时f函数还在执行过程中，
你就已经回复了once.Do成功了。此时全局变量还没有创建出来，
行为是无法定义的。那么怎么解决呢？有以下两个思路：
1）热路径：用原子读done的值，保证竞态条件正确；
2）加锁：既然不能用cas原子操作，那就用加锁的方式来保证原子性，如果done==0，
那么走慢路径，先加锁，然后在执行f函数，最后将done设置为1，并解锁。
千万不要把同一sync.Once用在嵌套结构中，这样非常容易形成死锁！
func once() {
once := &sync.Once{}
once.Do(func() {
once.Do(func() {
fmt.Println("test nestedDo")
})
})
//输出：fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
}
sync.Once实现单例模式
单例模式可以说是设计模式里面最简单的了，Go可以借助sync.Once来实现，代码如下：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
type Singleton struct{}
var (
singleton *Singleton
once sync.Once
)
func GetSingleton() *Singleton {
once.Do(func() {
fmt.Println("Create Obj")
singleton = new(Singleton)
})
return singleton
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < 5; i++ {
wg.Add(1)
go func() {
obj := GetSingleton()
fmt.Printf("%p\n", obj)
wg.Done()
}()
}
wg.Wait()
// 只打印一次 Create Obj
}
关注公号【互联网打字员】一起学习更多程序猿干货知识。
网友评论