今天給大家講下什么是單例模式，以及在Go語言中如何用正確的姿勢實現它。其實單例模式是一種在平時開發中經常用到的軟件設計模式。在設計模式結構中，其核心是只包含一個被稱為單例的特殊類。通過單例模式可以確保系統中一個類只有一個實例，且該實例容易被外界訪問，從而方便對實例數量的控制并節約系統資源。

1. 懶漢模式

懶漢模式是平時軟件開發中比較常見的，也是用的最多的一種，該模式的最大缺點就是非線程安全。什么是非線程安全呢，這里就不展開講了，后續會單獨拿一期來講什么是線程安全和非線程安全。

懶漢模式代碼示例如下：

//?定義單例的結構體type?Singleton?struct?{}// 聲明一個Singleton結構體指針的變量var singleton *Singleton// 獲取單例的函數，返回Singleton結構體指針類型func GetSingleton() *Singleton { // 如果為空，則創建單例 if singleton == nil { singleton = &Singleton{} } return singleton}2. 帶普通鎖的單例模式

上面講的懶漢模式，其實是沒有帶鎖的，也就是并發處理時會發生競爭，從而會導致程序出錯退出。

普通鎖可以解決并發處理帶來的問題，這里說的普通鎖其實是使用了Go的sync.Mutex，其缺點就是要人工維護鎖的添加和釋放，在有些時候對鎖的使用不當的話，反而會帶來不必要的性能消耗，事倍功半。?其工作原理類似于Linux內核的futex對象，具體實現原理這里就不詳細展開講來，sync.Mutex的原理后面也會單獨用一期來講。

帶普通鎖的單例模式示例代碼如下：

// 定義單例的結構體type Singleton2 struct {}// 聲明一個Singleton結構體指針的變量var instance *Singleton2// 聲明普通鎖變量，muvar mu sync.Mutex// 獲取帶鎖的單例函數func GetInstance() *Singleton2 { // 加鎖 mu.Lock() // 函數退出前解鎖 defer mu.Unlock() // 如果為空，則創建單例 if instance == nil { instance = &Singleton2{} } return instance}3. 比較優雅的單例模式

以上兩鐘單例模式都有缺點，不是那么完美，而Golang本身sync.Once庫里就已經很好的實現了單例模式。

示例代碼如下：

// 創建一個結構體type?Manager?struct?{}// 聲明兩個全局變量，一個是Manager結構體指針，一個是用于單例等nocevar m *Managervar once sync.Once// 創建Manager單例函數func GetManage() *Manager {??//?once.Do已經優雅的封裝好了部分加鎖的代碼 once.Do(func() { m = &Manager{} }) return m}

簡單來說，sync.Once表示只執行一次函數，要做到這點，需要有兩個條件：

• 計數器，統計函數執行的次數

• 線程安全，保證在多個goroutine(并發)情況下，函數仍然只執行一次，這里面其實也涉及到鎖

其中sync.Once實現的核心函數就是Do()，看一下Do函數的源碼，如下：

// Once源碼的數據結構type Once struct { m Mutex done uint32}// Do函數實現func (o *Once) Do(f func()) { if atomic.LoadUint32(&o.done) == 1 { return???} o.m.Lock() defer o.m.Unlock() if o.done == 0 { defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1) f() }}

根據以上的源碼可以看到是定義了Once結構體，其中的done成員就是用于統計函數執行的次數的，m成員是鎖，保障線程安全的。

Do方法也比較簡單：

首先原子操作load函數執行次數，如果已經執行過了，就return

然后lock加鎖

執行函數，原子操作store函數執行次數，賦值為1

解鎖unlock

如果換做是我們來寫的話，一般就會先直接加鎖，然后再比較函數執行的次數，而這里的源碼用了原子操作，這樣可以提高性能。總的來說，一些標志位可以通過原子操作來表示，從而避免加鎖，提高性能。

以上完整示例代碼已歸檔到我的github，如有需要歡迎下載學習交流：https://github.com/Scoefield/gokeyboardman/tree/main/singletonmode

本期設計模式之Golang單例模式的介紹就到這里啦，感謝您的閱讀，如有疑問或意見請及時反饋給我們。

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上一篇文章：

Golang中的“包”

總結

以上是生活随笔為你收集整理的golang atomic load 性能_设计模式之Golang单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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