Go单例模式

Posted 2021-05-01 周帅

单例模式回顾

以前在做java的时候，经常会用到设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式等。其实设计模式和语言无关，先简单回顾下单例模式吧，单例模式是一种用在特定场景的设计模式。比如，读取程序的配置文件的时候就会用到单例模式。

想象一下，假如有个类的实例是来对配置文件进行操作，如果不用单例模式，系统中任何用到读取配置文件的地方都将会创建一个对象，这得多么浪费内存。

实际上该对象只需要被实例化一次即可。单例模式的抽象表达就是：在程序中我们只需要某个类实例化一次即可，保证一个类仅有一个实例，并提供一个获取实例的方法。

单例模式的实现

单例模式有懒汉式和饿汉式。在用Go实现之前，先看Java的实现。
在java中不管是懒汉式还是饿汉式都会将构造方法私有化。这点不用解释，因为不需要通过外部来实例化对象，把创建对象的权限封锁。

懒汉式

所谓懒汉式，也就是在创建对象时比较懒嘛，先不着急创建对象，在需要的时候才创建对象。这里看下java的实现，暂不考虑并发问题，并发加上synchronized即可。

 1public class Singleton {
 2    private static Singleton single = null;
 3    private Singleton(){
 4    }
 5    public static Singleton getSingle() {
 6        if (single == null) {
 7            single = new Singleton();
 8        }
 9        return single;
10    }
11}

那么上面的设计模式能否用Go语言实现呢？答案是肯定的。Go语言没有private这样的权限控制，很简单的是通过首字母大小写来控制外部是否能够访问。

 1type config struct {
 2}
 3
 4var cfg *config
 5func getInstane() *config {
 6     if cfg == nil { 
 7             cfg = new(Config)
 8             return cfg 
 9     }
10    return cfg
11}

上面没有考虑线程安全，我们可以自己加锁保证安全，也可以用Golang 中的sync.Once结构体，该结构体提供了一个Do方法，Do函数里面的函数只有在第一次才会被调用，该方法只会生成一个实例，且也是线程安全的。

 1type config struct {
 2}
 3
 4var cfg *config
 5var oSingle sync.Once
 6
 7func getInstane() *config {
 8    oSingle.Do(
 9        func() {
10            cfg = new(config)
11        })
12    return cfg
13}

饿汉式

饿汉模式和懒汉模式不同的只是在提供获取实例的方法上。还是先来看下java的饿汉模式：

1public class Singleton {
2    private static Singleton single = new Singleton();// 只会创建一次实例
3    private Singleton(){
4    }
5    public static Singleton getSingle() {
6        return single; // 直接返回
7}

在go语言中，饿汉模式可以直接在init函数中初始化或者直接在全局变量中声明。这区别于java中的变量必须是由static修饰。因为static变量在类加载的时候进行初始化，多个实例会共享这块内存空间。

关于为什么可以直接用全局变量，下回再讨论golang中的全局变量。

 1type cfg struct {    
 2} 
 3var cfg *config
 4func init()  {
 5    cfg = new(config)
 6}
 7// NewConfig 提供获取实例的方法...
 8func NewConfig() *config {
 9    return cfg
10}

1type config struct {    
2} 
3var cfg *config = new(config)
4// NewConfig 提供获取实例的方法...
5func NewConfig() *config {
6    return cfg
7}