Golang包学习9---单例模式

Posted 2021-04-25 阿Q看世界

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，是最常用的模式之一，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，本节我们就来介绍一下Go语言中的单例模式。

单例模式实现

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。

下面就来分别介绍一下这四种实现方式：

1) 懒汉式——非线程安全

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}
 
   
   
 

在非线程安全的基本上，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。

 
   
   
 

  
    
    
  
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
  
  
    
    
  
//锁对象var lock sync.Mutex
//加锁保证线程安全func GetInstance() *Tool { lock.Lock() defer lock.Unlock() if instance == nil { instance = new(Tool) }
 return instance}
 
   
   
 

2) 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}
 
   
   
 

3) 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。

 
   
   
 

  
    
    
  
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
  
  
    
    
  
//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}
 
   
   
 

5) sync.Once

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() }}