Golang sync.Once怎么使用

Golang sync.Once怎么使用

今天小编给大家分享一下Golang sync.Once怎么使用的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。

1. 定位

Once is an object that will perform exactly one action.

sync.Once

2. 对外接口

Do(f func())

// Do calls the function f if and only if Do is being called for the
// first time for this instance of Once. In other words, given
// 	var once Once
// if once.Do(f) is called multiple times, only the first call will invoke f,
// even if f has a different value in each invocation. A new instance of
// Once is required for each function to execute.
//
// Do is intended for initialization that must be run exactly once. Since f
// is niladic, it may be necessary to use a function literal to capture the
// arguments to a function to be invoked by Do:
// 	config.once.Do(func() { config.init(filename) })
//
// Because no call to Do returns until the one call to f returns, if f causes
// Do to be called, it will deadlock.
//
// If f panics, Do considers it to have returned; future calls of Do return
// without calling f.
//
func (o *Once) Do(f func())

结合注释，我们来看看 Do 方法有哪些需要注意的：

DofDofDofconfig.once.Do(func() { config.init(filename) })fDo

func main() {
 var once sync.Once
 once.Do(func() {
    once.Do(func() {
       fmt.Println("hello kenmawr.")
    })
 })
}

fDofDof

3. 实战用法

sync.Once 的场景很多，但万变不离其宗的落脚点在于：任何只希望执行一次的操作。

基于此，我们可以发现很多具体的应用场景落地，比如某个资源的清理，全局变量的初始化，单例模式等，它们本质都是一样的。这里简单列几个，大家可以直接参考代码熟悉。

3.1 初始化

init()

init()sync.Once

我们来看 Golang 官方的 html 库中的一个例子，我们经常使用的转义字符串函数

func UnescapeString(s string) string

populateMapsOnceentityentitymapinit()

var populateMapsOnce sync.Once
var entity           map[string]rune

func populateMaps() {
    entity = map[string]rune{
        "AElig;":                           '\U000000C6',
        "AMP;":                             '\U00000026',
        "Aacute;":                          '\U000000C1',
        "Abreve;":                          '\U00000102',
        "Acirc;":                           '\U000000C2',
        // 省略后续键值对
    }
}

func UnescapeString(s string) string {
    populateMapsOnce.Do(populateMaps)
    i := strings.IndexByte(s, '&')

    if i < 0 {
            return s
    }
    // 省略后续的实现
    ...
}

3.2 单例模式

Getteronce.DoGetter

package main
import (
   "fmt"
   "sync"
)
type Singleton struct{}
var singleton *Singleton
var once sync.Once

func GetSingletonObj() *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() {
         defer wg.Done()
         obj := GetSingletonObj()
         fmt.Printf("%p\n", obj)
      }()
   }
   wg.Wait()
}
/*--------- 输出 -----------
Create Obj
0x119f428
0x119f428
0x119f428
0x119f428
0x119f428
**/

3.3 关闭channel

一个channel如果已经被关闭，再去关闭的话会 panic，此时就可以应用 sync.Once 来帮忙。

type T int
type MyChannel struct {
   c    chan T
   once sync.Once
}
func (m *MyChannel) SafeClose() {
   // 保证只关闭一次channel
   m.once.Do(func() {
      close(m.c)
   })
}

4. 原理

在 sync 的源码包中，Once 的定义是一个 struct，所有定义和实现去掉注释后不过 30行，我们直接上源码来分析：

package sync
import (
   "sync/atomic"
)
// 一个 Once 实例在使用之后不能被拷贝继续使用
type Once struct {
   done uint32 // done 表明了动作是否已经执行
   m    Mutex
}
func (o *Once) Do(f func()) {
    if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
      o.doSlow(f)
   }
}

func (o *Once) doSlow(f func()) {
   o.m.Lock()
   defer o.m.Unlock()
   if o.done == 0 {
      defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
      f()
   }
}

这里有两个非常巧妙的设计值得学习，我们参照注释来看一下：

• 结构体字段顺序对速度的影响 我们来看一下带注释的 Once 结构定义

type Once struct {
	// done indicates whether the action has been performed.
	// It is first in the struct because it is used in the hot path.
	// The hot path is inlined at every call site.
	// Placing done first allows more compact instructions on some architectures (amd64/386),
	// and fewer instructions (to calculate offset) on other architectures.
	done uint32
	m    Mutex
}

o.donedone

• 为何不使用 CAS 来达到执行一次的效果

atomic.CompareAndSwapUint32Do

func (o *OnceA) Do(f func()) {
  if !atomic.CompareAndSwapUint32(&o.done, 0, 1) {
    return
  }
  f()
}

ffDoonce.Dof

对此，sync.Once 官方给出的解法是：

Slow path falls back to a mutex, and the atomic.StoreUint32 must be delayed until after f returns.

doSlow()

func (o *Once) Do(f func()) {
    if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
      o.doSlow(f)
   }
}
func (o *Once) doSlow(f func()) {
   o.m.Lock()
   defer o.m.Unlock()
   if o.done == 0 {
      defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
      f()
   }
}

atomic.LoadUint32fo.doSlow(f)doSlowsync.Mutexo.m.Lock()ffdefer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)f()

5. 避坑

DodoneDofDo

以上就是“Golang sync.Once怎么使用”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获，小编每天都会为大家更新不同的知识，如果还想学习更多的知识，请关注亿速云行业资讯频道。