面试题：Go语言中sync.Once在插件加载应用中的基本原理

Question

请阐述在Go语言中，sync.Once方法的基本原理，并且说明它如何在插件加载场景中保证只执行一次初始化操作。

Answer 1

sync.Once基本原理

1. 数据结构：sync.Once 结构体只有一个字段 done uint32，以及一个未导出的互斥锁 m sync.Mutex。

type Once struct {
    done uint32
    m    sync.Mutex
}

2. Do方法：Once.Do(f func()) 方法用来确保函数 f 只被执行一次。
   • 首先检查 done 字段，如果 done 已经被设置（值不为0），则直接返回，说明初始化操作已经完成，无需再次执行 f。
   • 如果 done 为0，获取互斥锁 m，再次检查 done（双重检查锁定），因为在获取锁之前，其他协程可能已经完成了初始化。
   • 若 done 仍然为0，则执行函数 f，执行完后将 done 设置为1，表示初始化已完成，最后释放互斥锁。

在插件加载场景中的应用

1. 场景描述：在插件加载时，通常有一些初始化操作，如初始化数据库连接、配置加载等，这些操作只需要执行一次。
2. 保证只执行一次初始化：
   • 可以在插件加载的代码中定义一个 sync.Once 实例，例如：

var once sync.Once
func loadPlugin() {
    // 初始化操作，例如连接数据库、加载配置文件等
    println("Plugin initialized")
}
func GetPlugin() {
    once.Do(loadPlugin)
    // 插件使用相关代码
}

- 不同的协程在调用 `GetPlugin` 时，`loadPlugin` 函数只会被执行一次。因为 `sync.Once` 的机制保证了无论有多少个协程并发调用 `once.Do(loadPlugin)`，`loadPlugin` 函数只会在第一次调用时执行，后续调用直接返回，从而确保插件初始化操作只执行一次。