Go 语言单例模式示例详解

简单单例模式

单例模式是创建类型的模式，它是为了保证执行期间内只有一个实例。使用 Golang 指针可以很容易的实现单例模式，通过指针保持相同的引用。

package singleton
type singleton struct{}
var instance = &singleton{}
func getSingleton() *singleton {
    return instance
}

可以看到整个单例模式 由以下部分组成：

• 私有结构类型，在本例中为 singleton。
• 指向 singletonCon 类型的私有变量 instance。
• 一个获取singleton 结构体的函数 getSingleton。

但 getSingleton 函数是直接就返回实例，即包加载时立即被创建。如果单例实例化时初始内容过多，就会导致程序加载用时较长。

进一步优化的方式就是要先用于验证 singletonCon 是否已经初始化。

func getSingleton() *singleton {
    if instance ==nil {
     return instance  = &singleton{}
   }
    return instance
}

通过判断实例是否nil 也不是很可靠。因为如果是多个协程 goroutine 同时调用该函数时，就无法保证并发安全。

加锁的单例模式

解决并发安全最简单的方法就是加锁，可以使用 sync.Mutex 解决。

var mutex sync.Mutex
func getSingleton() *singleton {
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()
    if instance ==nil {
     return instance  = &singleton{}
   }
    return instance
}

每次获取对象都需要获取锁然后再判断是否 nil。如果在高度的并发环境下，可能就会导致性能问题。因为其每个协程都需要加锁解锁，就会导致程序性能下降。

双check 的单例模式

加锁有性能问题，不加锁会有并发问题。所以有人提出另一种解决方法：双重锁定的方案。

func getSingleton() *singleton {
  if instance ==nil {
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()
    if instance ==nil {
     return instance  = &singleton{}
     }
   }
    return instance
}

使用两层的 instance == nil 的判断，再在中间加锁。第一层判断可以提告程序效率，不用每次都加锁，非 nil 就可以直接返回实例。第二层的判断就是为了解决并发安全的问题，解决多个协程 goroutine 同时都要加锁时，再由这二层做区分。

sync.Once 的单例模式

可能其他语言会用上面的解决方式，但是在 GO 中有一个 sync.Once 的机制可以优化以上的代码：

var once sync.Once
func getSingleton() *singleton {
    once.Do(func() {
        instance = &singleton{}
    })
    return instance
}

sync.Once 是 Go 标准库提供的使函数只执行一次的实现。所以它可以保证多个协程 goroutine 同时执行时但是实例只会被创建一次。

Sync.Once 常用的场景：初始化配置，保持数据库连接。所以当一个变量有且仅当第一次被访问时进行初始化，且只初始化一次，就可以使用 sync.Once 控制其初始化。

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