Golang设计模式（一） | 单例模式

单例模式（Singleton Pattern），是最简单的一个模式。在 Go 中，单例模式指的是全局只有一个实例，并且它负责创建自己的对象。单例模式不仅有利于减少内存开支，还有减少系统性能开销、防止多个实例产生冲突等优点。

因为单例模式保证了实例的全局唯一性，而且只被初始化一次，所以比较适合『全局共享一个实例，且只需要被初始化一次的场景』，例如数据库实例、全局配置、全局任务池等。

单例模式又分为饿汉方式和懒汉方式。饿汉方式指全局的单例实例在包被加载时创建，而懒汉方式指全局的单例实例在第一次被使用时创建。你可以看到，这种命名方式非常形象地体现了它们不同的特点。

接下来，我就来分别介绍下这两种方式。先来看饿汉方式。

饿汉方式

下面是一个饿汉方式的单例模式代码：

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package singleton

type singleton struct {
}

var instance *singleton = &singleton{}

func GetInstanceOr() *singleton {
    return instance
}

你需要注意，因为实例是在包被导入时初始化的，所以如果初始化操作比较耗时，会导致程序加载时间比较长。

懒汉方式

懒汉方式是开源项目中使用最多的，但它的缺点是非并发安全，在实际使用时需要加锁。以下是懒汉方式不加锁的一个实现：

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package singleton

type singleton struct {
}

var instance *singleton

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

可以看到，在创建 instance 时，如果 instance==nil，就会再创建一个 instance 实例，这时候单例就会有多个实例。

为了解决懒汉方式并发安全的问题，需要对实例进行加锁，下面是带检查锁的一个实现：

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import "sync"

type singleton struct {
}

var instance *singleton
var mu sync.Mutex

func GetInstance() *singleton {
  if instance == nil {
    mu.Lock()
    if instance == nil {
        instance = &singleton{}
    }
    mu.Unlock()
  }
  return instance
}

通过，上述代码只有在创建时才会加锁，既提高了代码效率，又保证了并发安全。

除了饿汉方式和懒汉方式，在 Golang 中，还有一种更优雅的实现方式，在实际的应用中建议采用这种方式，代码如下：

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package singleton

import (
    "sync"
)

type singleton struct {
}

var instance *singleton
var once sync.Once

func GetInstanceOr() *singleton {
    once.Do(func() {
		instance = &singleton{}
    })
    return instance
}

在Golang的项目开发中，单例模式是使用的相对较多的一种设计模式，前文也提到了，单例保证了实例的全局唯一性，在数据库实例、全局配置、全局任务池等场景需要使用到单例模式。

本博文到此结束，祝你愉快~

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