Golang-单例模式

拼搏现实的明天。 2023-10-12 17:44 47阅读 0赞

设计模式的重要性不用多说，也是面试时常常会被问到的问题。对于设计模式，更多的则是仁者见仁智者见智，要在实际工作中不断的积累，再进行深度的思考，才能逐渐形成的一种思维。

单例模式也叫单子模式，是常用的模式之一，在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类，能够保证系统运行中一个类只创建一个实例

Go语言实现单例模式的有四种方式，分别是懒汉式、饿汉式、双重检查和 sync.Once。

懒汉式就是创建对象时比较懒，先不急着创建对象，在需要加载配置文件的时候再去创建；

饿汉式则是在系统初始化的时候就已经把对象创建好了，需要用的时候直接拿过来用就好了。

不管那种模式最终目的只有一个，就是只实例化一次，只允许一个实例存在。

### 懒汉式 ###

非线程安全，指的是在多线程下可能会创建多次对象。

//使用结构体代替类
    type Tool struct {
        
    	values int
    }
    //建立私有变量
    var instance *Tool
    
    //获取单例对象的方法，引用传递返回
    func GetInstance() *Tool {
        
        if instance == nil {
        
        	instance = new(Tool)
    	}
    	return instance
    }

线程安全，利用 Sync.Mutex 进行加锁保证线程安全，但由于每次调用该方法都进行了加锁操作，在性能上不是很高效。

//使用结构体代替类
    type Tool struct {
        
    	values int
    }
    //建立私有变量
    var instance *Tool
    //锁对象
    var lock sync.Mutex
    //加锁保证线程安全
    func GetInstance() *Tool {
        
    	lock.Lock()
        defer lock.Unlock()//方法结束时解锁
    	if instance == nil {
        
    		instance = new(Tool)
    	}
    	return instance
    }

### 饿汉式 ###

直接创建好对象，不需要判断为空，同时也是线程安全，唯一的缺点是在导入包的同时会创建该对象，并持续占有在内存中。

Go语言饿汉式可以使用 init 函数，也可以使用全局变量。

type cfg struct {
        
    }
    
    var cfg *config
    
    func init() {
        
    	cfg = new(config)
    }
    
    // NewConfig 提供获取实例的方法
    func NewConfig() *config {
        
    	return cfg
    }

type config struct {
        
    }
    
    //全局变量
    var cfg *config = new(config)
    
    // NewConfig 提供获取实例的方法
    func NewConfig() *config {
        
    	return cfg
    }

### 懒汉模式-双重检查 ###

在懒汉式（线程安全）的基础上再进行优化，减少加锁的操作，保证线程安全的同时不影响性能。

//使用结构体代替类
    type Tool struct {
        
    	values int
    }
    //建立私有变量
    var instance *Tool
    
    //锁对象
    var lock sync.Mutex
    //第一次判断不加锁，第二次加锁保证线程安全，一旦对象建立后，获取对象就不用加锁了。
    func GetInstance() *Tool {
        
    	if instance == nil {
        
    		lock.Lock()
    		if instance == nil {
        
    			instance = new(Tool)
    		}
    		lock.Unlock()
    	}
    	return instance
    }

### sync.Once(唯一) ###

通过 sync.Once 来确保创建对象的方法只执行一次

var once sync.Once
    func GetInstance() *Tool {
        
    	once.Do(func() {
        
    		instance = new(Tool)
    	})
    	return instance
    }

sync.Once 内部本质上也是双重检查的方式，但在写法上会比自己写双重检查更简洁，以下是 Once 的源码

func (o *Once) Do(f func()) {
        
    	　　//判断是否执行过该方法，如果执行过则不执行
    	if atomic.LoadUint32(&o.done) == 1 {
        
    		return
    	}
    	// Slow-path.
    	o.m.Lock()
    	defer o.m.Unlock()
    	　　//进行加锁，再做一次判断，如果没有执行，则进行标志已经扫行并调用该方法
    	if o.done == 0 {
        
    		defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
    		f()
    	}
    }

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