单例模式-go语言实现

一、理论知识

单例设计模式（Singleton Design Pattern）是指一个对象只允许被实例化一次，并提供一个访问该实例的全局访问点。

应用场景：

1. 避免资源访问冲突，例如写日志文件操作；
2. 表示业务概念上的全局唯一类，例如ID生成器、配置信息、连接池类等；

优点：

• 减少了内存开销，尤其是频繁地创建和销毁实例时
• 避免对资源的重复占用，例如文件操作

缺点：

• 对OOP特性不友好
  • 以id生成器为例，如果采用了单例模式，就违背了基于接口而非实现的设计原则，也就违背了广义上的抽象特性，如果某一天需要替换id生成器时，成本很大。
• 单例会隐藏类之间的依赖关系
  • 单例类不需要显示创建、不需要依赖参数传递，如果代码关系复杂时，调用关系会被隐藏得很隐蔽。
• 单例对代码拓展性不友好
  • 单例模式模式只能有一个对象实例，如果某一天需要在代码中创建两个或多个实例，改动代价就特别大。例如如果采用了单例连接池，后续需要改造成两个连接池，一个普通sql、一个慢sql。

二、代码实现

package a_singleton

import "sync"

type Singleton struct{}

var ins *Singleton

// GetInstanceLazy 懒汉式。非并发安全。
func GetInstanceLazy() *Singleton {
	if ins == nil {
		ins = &Singleton{}
	}
	return ins
}

// GetInstanceLazyWithLock 懒汉式加锁，并发安全，但是性能差
var mu sync.Mutex
func GetInstanceLazyWithLock() *Singleton {
	mu.Lock()
	defer mu.Unlock()

	if ins == nil {
		ins = &Singleton{}
	}
	return ins
}

// GetInstanceLazyWithDoubleCheck 懒汉式-双重检查。并发安全，性能ok。
// Java版该实现存在CPU指令重排序问题，需要volatile关键字禁止指令重排序
func GetInstanceLazyWithDoubleCheck() *Singleton {
	if ins == nil {
		mu.Lock()
		defer mu.Unlock()

		if ins == nil {
			ins = &Singleton{}
		}
	}
	return ins
}

// GetInstanceHungry 饿汉式
var insHungry *Singleton = &Singleton{}
func GetInstanceHungry() *Singleton {
	return insHungry
}

// GetInstanceOnce 利用go自带并发工具sync.Once
var once sync.Once
func GetInstanceOnce() *Singleton {
	once.Do(func() {
		ins = &Singleton{}
	})
	return ins
}