Go语言单例模式简述
2023-06-13 09:12:01 时间
设计模式的重要性不用多说,也是面试时常常会被问到的问题。对于设计模式,更多的则是仁者见仁智者见智,要在实际工作中不断的积累,再进行深度的思考,才能逐渐形成的一种思维。
单例模式也叫单子模式,是常用的模式之一,在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类,能够保证系统运行中一个类只创建一个实例,本节我们就来介绍一下Go语言中的单例模式。
单例模式实现Go语言实现单例模式的有四种方式,分别是懒汉式、饿汉式、双重检查和 sync.Once。
懒汉式就是创建对象时比较懒,先不急着创建对象,在需要加载配置文件的时候再去创建;饿汉式则是在系统初始化的时候就已经把对象创建好了,需要用的时候直接拿过来用就好了。
不管那种模式最终目的只有一个,就是只实例化一次,只允许一个实例存在。
下面就来分别介绍一下这四种实现方式:
1) 懒汉式 非线程安全非线程安全,指的是在多线程下可能会创建多次对象。
//使用结构体代替类 type Tool struct { values int //建立私有变量 var instance *Tool //获取单例对象的方法,引用传递返回 func GetInstance() *Tool { if instance == nil { instance = new(Tool) return instance }
在非线程安全的基本上,利用 Sync.Mutex 进行加锁保证线程安全,但由于每次调用该方法都进行了加锁操作,在性能上不是很高效。
//锁对象 var lock sync.Mutex //加锁保证线程安全 func GetInstance() *Tool { lock.Lock() defer lock.Unlock() if instance == nil { instance = new(Tool) return instance }2) 饿汉式
直接创建好对象,不需要判断为空,同时也是线程安全,唯一的缺点是在导入包的同时会创建该对象,并持续占有在内存中。
Go语言饿汉式可以使用 init 函数,也可以使用全局变量。
type cfg struct { var cfg *config func init() { cfg = new(config) // NewConfig 提供获取实例的方法 func NewConfig() *config { return cfg type config struct { //全局变量 var cfg *config = new(config) // NewConfig 提供获取实例的方法 func NewConfig() *config { return cfg }3) 双重检查
在懒汉式(线程安全)的基础上再进行优化,减少加锁的操作,保证线程安全的同时不影响性能。
//锁对象 var lock sync.Mutex //第一次判断不加锁,第二次加锁保证线程安全,一旦对象建立后,获取对象就不用加锁了。 func GetInstance() *Tool { if instance == nil { lock.Lock() if instance == nil { instance = new(Tool) lock.Unlock() return instance }5) sync.Once
通过 sync.Once 来确保创建对象的方法只执行一次
var once sync.Once func GetInstance() *Tool { once.Do(func() { instance = new(Tool) return instance }
sync.Once 内部本质上也是双重检查的方式,但在写法上会比自己写双重检查更简洁,以下是 Once 的源码
func (o *Once) Do(f func()) { //判断是否执行过该方法,如果执行过则不执行 if atomic.LoadUint32( o.done) == 1 { return // Slow-path. o.m.Lock() defer o.m.Unlock() //进行加锁,再做一次判断,如果没有执行,则进行标志已经扫行并调用该方法 if o.done == 0 { defer atomic.StoreUint32( o.done, 1) }
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