golang设计模式之单例模式
单例模式
wiki百科: 单例模式，也叫单子模式，是一种常用的软件设计模式。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。
单例模式要实现的效果就是，对于应用单例模式的类，整个程序中只存在一个实例化对象
go并不是一种面向对象的语言，所以我们使用结构体来替代
有几种方式:
懒汉模式
饿汉模式
双重检查锁机制
下面拆分讲解：
懒汉模式
构建一个示例结构体
type example struct {
name string
}
设置一个私有变量作为每次要返回的单例
var instance *example
复制代码
写一个可以获取单例的方法
funcGetExample() *example {
// 存在线程安全问题，高并发时有可能创建多个对象
if instance == nil {
instance = new(example)
}
return instance
}
测试一下
func main() {
s := GetExample()
s.name = "第一次赋值单例模式"
fmt.Println(s.name)
s2 := GetExample()
fmt.Println(s2.name)
}
懒汉模式存在线程安全问题，在第3步的时候，如果有多个线程同时调用了这个方法， 那么都会检测到instance为nil,就会创建多个对象，所以出现了饿汉模式...
饿汉模式
与懒汉模式类似，不再多说，直接上代码
// 构建一个结构体，用来实例化单例
type example2 struct {
name string
}
// 声明一个私有变量，作为单例
var instance2 *example2
// init函数将在包初始化时执行，实例化单例
funcinit() {
instance2 = new(example2)
instance2.name = "初始化单例模式"
}
funcGetInstance2() *example2 {
return instance2
}
funcmain() {
s := GetInstance2()
fmt.Println(s.name)
}
饿汉模式将在包加载的时候就创建单例对象，当程序中用不到该对象时，浪费了一部分空间
和懒汉模式相比，更安全，但是会减慢程序启动速度
双重检查机制
懒汉模式存在线程安全问题，一般我们使用互斥锁来解决有可能出现的数据不一致问题
所以修改上面的GetInstance() 方法如下:
var mux Sync.Mutex
funcGetInstance() *example {
mux.Lock()
defer mux.Unlock()
if instance == nil {
instance = &example{}
}
return instance
}
如果这样去做，每一次请求单例的时候，都会加锁和减锁，而锁的用处只在于解决对象初始化的时候可能出现的并发问题 当对象被创建之后，加锁就失去了意义，会拖慢速度，所以我们就引入了双重检查机制（Check-lock-Check）, 也叫DCL(Double Check Lock), 代码如下:
funcGetInstance() *example {
if instance == nil { // 单例没被实例化，才会加锁
mux.Lock()
defer mux.Unlock()
if instance == nil { // 单例没被实例化才会创建
instance = &example{}
}
}
return instance
}
这样只有当对象未初始化的时候，才会又加锁和减锁的操作
但是又出现了另一个问题：每一次访问都要检查两次，为了解决这个问题，我们可以使用golang标准包中的方法进行原子性操作:
import "sync"
import "sync/atomic"
var initialized uint32
funcGetInstance() *example {
// 一次判断即可返回
if atomic.LoadUInt32(&initialized) == 1 {
return instance
}
mux.Lock()
defer mux.Unlock()
if initialized == 0 {
instance = &example{}
atomic.StoreUint32(&initialized, 1) // 原子装载
}
return instance
}
以上代码只需要经过一次判断即可返回单例，但是golang标准包中其实给我们提供了相关的方法:
sync.Once的Do方法可以实现在程序运行过程中只运行一次其中的回调，所以最终简化的代码如下:
type example3 struct {
name string
}
var instance3 *example3
var once sync.Once
funcGetInstance3() *example3 {
once.Do(func() {
instance3 = new(example3)
instance3.name = "第一次赋值单例"
})
return instance3
}
funcmain() {
e1 := GetInstance3()
fmt.Println(e1.name)
e2 := GetInstance3()
fmt.Println(e2.name)
}
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