Go语言中的 sync.Once（实现并发安全的利器）

为什么需要 sync.Once？

假设你有一个函数，它负责初始化全局资源（例如数据库连接）。在多 goroutine 环境下，如果不加控制，多个 goroutine 可能同时调用这个初始化函数，导致资源被重复创建、配置冲突，甚至程序崩溃。

虽然你可以使用互斥锁（sync.Mutex）来保护这段代码，但那样写起来繁琐，而且容易出错。而 sync.Once 提供了一种更简洁、更安全的方式。

sync.Once 的基本用法

sync.Once 只有一个公开方法：Do(f func())。无论你调用多少次 Do，传入的函数 f 都只会被执行一次。

下面是一个简单的例子：

package mainimport (	"fmt"	"sync")var once sync.Oncefunc initConfig() {	fmt.Println("正在初始化配置...")}func main() {	var wg sync.WaitGroup	for i := 0; i < 5; i++ {		wg.Add(1)		go func(id int) {			defer wg.Done()			// 多个 goroutine 同时调用 once.Do			once.Do(initConfig)			fmt.Printf("Goroutine %d 完成\n", id)		}(i)	}	wg.Wait()}

运行结果（顺序可能不同）：

正在初始化配置...Goroutine 4 完成Goroutine 0 完成Goroutine 1 完成Goroutine 2 完成Goroutine 3 完成  

可以看到，尽管有 5 个 goroutine 同时调用了 once.Do(initConfig)，但 initConfig 函数只打印了一次 —— 这就是 sync.Once 的魔力！

实战：用 sync.Once 实现并发安全的单例模式

在 Go 中，单例模式（Singleton Pattern）常用于确保某个结构体在整个程序中只有一个实例。结合 sync.Once，我们可以轻松写出线程安全的单例。

package mainimport (	"fmt"	"sync")// Database 模拟一个数据库连接type Database struct {	conn string}var (	instance *Database	once     sync.Once)// GetInstance 返回唯一的 Database 实例func GetInstance() *Database {	once.Do(func() {		fmt.Println("创建数据库连接...")		instance = &Database{conn: "mysql://user:pass@localhost/db"}	})	return instance}func main() {	var wg sync.WaitGroup	// 启动多个 goroutine 获取实例	for i := 0; i < 3; i++ {		wg.Add(1)		go func(id int) {			defer wg.Done()			db := GetInstance()			fmt.Printf("Goroutine %d 获取到实例: %p\n", id, db)		}(i)	}	wg.Wait()}

输出示例：

创建数据库连接...Goroutine 2 获取到实例: 0xc0000a4018Goroutine 0 获取到实例: 0xc0000a4018Goroutine 1 获取到实例: 0xc0000a4018  

所有 goroutine 获取到的是同一个内存地址，说明确实是同一个实例，并且初始化只发生了一次。这就是 并发安全 的体现。

注意事项

• sync.Once 不是可重置的。一旦 Do 执行完成，就永远不会再执行其他函数。
• 不要试图“复用”一个已经执行过的 Once 对象。每个“只执行一次”的逻辑应使用独立的 Once 实例。
• Do 中的函数如果 panic，Once 会认为这次执行已完成，后续调用将不再执行该函数（也不会再次 panic）。

总结

sync.Once 是 Go 语言中实现“只执行一次”语义的标准工具，它简单、高效、并发安全。无论是初始化全局资源，还是实现单例模式，它都是最佳选择之一。

掌握 Go语言 中的 sync.Once，能让你写出更健壮、更高效的并发程序。记住：在需要确保某段代码仅运行一次的场景下，优先考虑使用 sync.Once，而不是自己手写锁逻辑。

希望这篇教程能帮助你理解 并发安全 和 单例模式 在 Go 中的优雅实现！