Golang单例模式学习笔记

前言

单例模式是常用的一种设计模式，一般用于比如客户端、连接的创建等，防止创建多个导致性能消耗。所以我认为单例模式的核心，就是“防止重复”。本文将在Golang中进行单例模式的实现。

实现

版本1——检测-创建

最基础的版本，就是依照“防止重复”来实现。代码如下：

package maintype Test1 struct {
}var t1 *Test1func main() {}func NewT1() *Test1 {if t1 == nil {t1 = &Test1{}}return t1
}

可见，只是在创建前，进行了一个判定，如果为空 再创建。不为空则直接返回。

但是这样版本存在有问题——即线程不安全。比如多个goroutine中同时运行其去创建，那么就很容易导致创建重复。

对此，解决方案也很简单——加锁即可。

版本2——加锁-检测-创建

很简单粗暴的加个锁——这样就能保证只有一个去进行检测、创建。规避了问题。

var mutex sync.Mutexfunc NewT1() *Test1 {mutex.Lock()defer mutex.Unlock()if t1 == nil {t1 = &Test1{}}return t1
}

但是这样带来了新的问题：频繁的加锁、删锁，带来了巨大的性能损耗。诸如t1已经存在的情况，本该直接返回即可，但是却需要白白加锁一次。

版本3——检测-加锁-检测-创建

即所说的Check-Lock-Check模式。代码如下：

func NewT1() *Test1 {if t1 == nil {mutex.Lock()defer mutex.Unlock()if t1 == nil {t1 = &Test1{}}}return t1
}

可以看到，就是在最开始的lock之前，进行一次检测。一个if判断的消耗还是很小的，如果存在再进入加锁创建的流程。

在Golang中，可以使用sync/atomic这个包，原子化的加载一个标志，来实现这套判断。
即：

import "sync"
import "sync/atomic"var initialized uint32
... // 此处省略func GetInstance() *singleton {if atomic.LoadUInt32(&initialized) == 1 {  // 原子操作 return instance}mu.Lock()defer mu.Unlock()if initialized == 0 {instance = &singleton{}atomic.StoreUint32(&initialized, 1)}return instance
}
//此代码直接复制至原文——https://www.liwenzhou.com/posts/Go/singleton/

版本4——Golang常用的方式

饿汉和懒汉式

饿汉

饿汉模式，即像一个饿肚子人一样迫不及待的去享用美食。即 在程序加载的时候就创建并实例化，因此也无需考虑并发等情况。

示例：

package mainimport "fmt"type Singleton struct {// 在这里定义单例对象的属性
}var instance *Singleton = createInstance()func createInstance() *Singleton {// 在这里创建并初始化单例对象return &Singleton{// 初始化单例对象的属性}
}func GetInstance() *Singleton {return instance
}func main() {// 使用单例模式获取实例singletonInstance := GetInstance()// 使用单例实例fmt.Println(singletonInstance)
}
//此代码复制自原文——https://i6448038.github.io/2023/12/16/singleton/

懒汉

顾名思义，懒得管…等用到时候再创建。此时程序已经启动并正在运行，此时创建实例可能会出现多线程的情况，所以要考虑并发问题。

上述的实现代码便是懒汉模式。

参考资料

https://www.liwenzhou.com/posts/Go/singleton/

https://i6448038.github.io/2023/12/16/singleton/