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。
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:
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
- }
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
- }
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
- }
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)
- f()
- }
- }