GO 单例模式

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单例模式是常用的模式之一,一般介绍的单例模式有 饿汉式 和 懒汉式 等,不管那种模式最终目的只有一个,就是值实例化一次,只允许一个实例存在。
GO 语言实现单例模式相对简单,这里考虑到并发,用到了 sync.Mutex 和结构体 sync.Once。
示例:
package main

import (
“fmt”
“sync”
)

var (
lock *sync.Mutex = &sync.Mutex{}
instance *Singleton
)
type Singleton struct {
}

func GetInstance() *Singleton {
if instance == nil {
lock.Lock()
defer lock.Unlock()
if instance == nil {
instance = &Singleton{}
fmt.Println(“instance…”)
}
}
return instance
}

func main() {
var s *Singleton
s = GetInstance()
s = GetInstance()
fmt.Println(s)
}
执行结果:
instance…&{}
通过结果可以看到只输出了一个 instance…。
上面的实现方式还可以通过结构体 sync.Once 更优雅的实现。
示例:
package main

import (
“fmt”
“sync”
)

var (
once sync.Once
instance *Singleton
)

type Singleton struct {
}

func GetInstance() *Singleton {
once.Do(func() {
instance = &Singleton{}
fmt.Println(“instance…”)
})
return instance
}

func main() {
var s *Singleton
s = GetInstance()
s = GetInstance()
fmt.Println(s)
}
输出结果:
instance…&{}
通过 sync.Once 的源代码查看它是如何运行的
func (o *Once) Do(f func()) {
if atomic.LoadUint32(&o.done) == 1 {
return
}
// Slow-path.
o.m.Lock()
defer o.m.Unlock()
if o.done == 0 {
defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
f()
}
}
sync.Once.Do(f func()) 使用加锁原子操作(代码包 sync/atomic)来保证函数 f 只执行一次。
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Go单例模式

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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。
实际上改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。
1 public 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。
1 type config struct {
2 }
3
4 var cfg *config
5 func 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。
1 type config struct {
2 }
3
4 var cfg *config
5 var oSingle sync.Once
6
7 func 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:
1 public 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。
1 type cfg struct {
2 }
3 var cfg *config
4 func init() {
5 cfg = new(config)
6 }
7 // NewConfig 提供获取实例的方法 …
8 func NewConfig() *config {
9 return cfg
10 }
1 type config struct {
2 }
3 var cfg *config = new(config)
4 // NewConfig 提供获取实例的方法 …
5 func NewConfig() *config {
6 return cfg
7 }

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