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：

go 复制代码

package main

type Test1 struct {
}

var t1 *Test1

func 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。

go 复制代码

var mutex sync.Mutex


func 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：

go 复制代码

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：

go 复制代码

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：

go 复制代码

package main

import "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/