利用golang优雅的实现单实例
平时编写代码过程中，经常会遇到对于全局角度只需运行一次的代码，比如全局初始化操作，设计模式中的单例模式。针对单例模式，java中又出现了饿汉模式、懒汉模式，再配合synchronized同步关键字来实现。其目的无非就是将对象只初始化一次，而且最好保证在用到的时候再进行初始化，以避免初始化太早浪费资源，或者两次初始化破坏单例模式的实例唯一性。
Go语言的sync包中提供了一个Once类型来保证全局的唯一性操作，其通过Do(f func())方法来实现，即使** f** 函数发生变化，其也不会被执行，下面我们来看一个小例子：
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var once sync.Once
func main() {
//once循环调用firstMethod函数10次,其实只执行一次
for i := 0; i < 10; i++ {
once.Do(firstMethod)
fmt.Println("count:---", i)
}
//起10个协程,虽然用once去调secondMethod函数,但该函数不会被执行
//只打印------i
for i := 0; i < 10; i++ {
go func(i int) {
once.Do(secondMethod)
fmt.Println("-----", i)
}(i)
}
//主协程等1min,等上面的10个协程执行完
time.Sleep(1 * time.Second)
}
func firstMethod() {
fmt.Println("firstMethod")
}
func secondMethod() {
fmt.Println("secondMethod")
}
运行程序输出如下结果：
firstMethod
count:--- 0
count:--- 1
count:--- 2
count:--- 3
count:--- 4
count:--- 5
count:--- 6
count:--- 7
count:--- 8
count:--- 9
----- 0
----- 2
----- 4
----- 5
----- 8
----- 6
----- 9
----- 3
----- 7
----- 1
Process finished with exit code 0
然后我们来分析一下：
程序中首先定义了一个名为once的sync.Once类型，然后main函数中第一个for循环10次，但是由于once.Do(f func)中的f函数全局只执行一次，所以firstMethod()函数只被执行一次；之后进入第二个for循环，这里once.Do(f func)方法的参数变为secondMethod函数。起10个协程去调，但由于once.Do(secondMethod)和once.Do(firstMethod)用的是Once类型的同一个实例，所以secondMethod函数实际上不会被执行。这解释了上面运行结果输出。
查看源代码once.go，里面有这样的解释：
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.
大概意思是：如果once.Do(f)被调用多次，只有第一次调用才会执行f函数，即使f是不同的函数。为了每一个函数都被执行，就需要不同的Once实例。
我们查看Once类型的定义：
type Once struct {
m Mutex
done uint32
}
源码中其实用到了互斥锁m和标志位done。然后再看Do方法的实现：
func (o *Once) Do(f func()) {
if atomic.LoadUint32(&o.done) == 1 {
return
}
// Slow-path.
o.m.Lock()
defer o.m.Unlock()
if o.done == 0 {
defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
f()
}
}
每次调用Do方法之前，用atomic包的LoadUint32函数获取标志位done的值，等于1则说明Do方法已经被调用过，直接return，什么都不做。否则利用互斥锁，保证协程安全的去调用f函数，之后把标志位done置为1。
下面我们看一个例子，来实现单实例：
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var once sync.Once
var mmp map[int]string
func main() {
for i := 0; i < 10; i++ {
go func(i int) {
once.Do(func (){
mmp = make(map[int]string, 10)
})
fmt.Printf("-----%d------%p\n", i, &mmp)
}(i)
}
//主协程等1min,等上面的10个协程执行完
time.Sleep(1 * time.Second)
}
我们起10个协程去竞争初始化类型为字典类型的mmp，然后打印每次mmp的地址，运行输出如下：
-----1------0x50cca0
-----3------0x50cca0
-----2------0x50cca0
-----4------0x50cca0
-----7------0x50cca0
-----6------0x50cca0
-----8------0x50cca0
-----9------0x50cca0
-----5------0x50cca0
-----0------0x50cca0
Process finished with exit code 0
我们可以看到mmp每次地址都一样。如此就轻松优雅就实现了和java单例模式相似的效果。
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