Go 語言實現 23 種設計模式 單例模式

單例模式

單例模式是一種常用的軟件設計模式，在使用過程中，單例對象的類只有一個實例。使用單例模式，1 可以節省內存等資源，例如windows操作系統的資源管理器只有一個就夠了。2 方便配置管理，例如，服務器的配置信息存放在一個文件中，配置信息由一個單例實例統一讀取，進場中的其他對象通過這個單例實例獲取配置信息。

實例1

下面這段代碼有什么問題，從多線程角度思考，就會發現下面的代碼是非線程安全的，比如有兩個線程都在調用NewInstance1函數，線程A在執行到if instance==nil后 cpu切換到線程B執行，直到線程B運行完，這時instance已經被實例化，當cpu在切回到線程A繼續執行的時候，對instance又執行實例化操作，這時內存中已有Instance的兩個實例，違背了單例定義。

type Instance struct{}//非線程安全 func NewInstance1() *Instance {if instance == nil {instance = &Instance{}}return instance }

實例2

var lock sync.Mutex//lock-check模式 func NewInstance2() *Instance {lock.Lock()defer lock.Unlock()if instance == nil {instance = &Instance{}}return instance }

實例3

實例3采用的是先判斷方式，如果instance已經被實例化，直接返回就行了。如果沒有實例化，在進行加鎖創建實例，即執行實例2的操作。這樣就可以并發執行。上面的實例2是先lock在check方式，簡稱lock-check模式，實例稱為check-lock-check模式。繼續思考，實例3有沒有問題呢？if instance==nil是原子操作嗎？

//check-lock-check模式 func NewInstance3() *Instance {if instance == nil {lock.Lock()if instance == nil {instance = &Instance{}}lock.Unlock()}return instance }

實例4

既然實例3 比較操作是非原子操作，那將比較這句改成原子操作，golang 提供了原子操作package atomic，申請一個uint32變量做標記，如果是1表示已實例化，如果是0表示么有實例化。實例4已經非常好了，在golang有么有更好的方法呢，

var initlized uint32//check-lock-check func NewInstance4() *Instance {if atomic.LoadUint32(&initlized) == 1 {return instance}lock.Lock()defer lock.Unlock()if initlized == 0 {instance = &Instance{}atomic.StoreUint32(&initlized, 1)}return instance}

實例5

在golang中，atomic包中提供一個sync.Once類型，該類型有個Do方法，只會執行一次，
所以將實例化方法放在Do中，只會實例化一次，非常完美的方法，所以實例5是最佳實踐方法。

func NewInstance5() *Instance {if instance == nil {once.Do(func() {instance = &Instance{}})}return instance }

分析總結

在寫代碼的時候，要保證正確性第一，然后在考慮性能優化的問題，實例1和實例3在正確性上沒有保證。
其次才是考慮性能優化，有沒有更好的方法，像實例2性能不友好，實例4就比實例2有提升，實例5是最佳實踐方法。
當然實例3方法可以放在init函數中調用，進程啟動之后再掉用其實也沒有問題，因為instance已經被實例化過了。

程序的運行中只產生一個實例

Example_one

type Singleton struct {id int }var TestSingleton *Singleton var singletonMutex sync.Mutexfunc NewSingleton() *Singleton {if TestSingleton == nil {singletonMutex.Lock()defer singletonMutex.Unlock()if TestSingleton == nil {TestSingleton = &Singleton{0}}}return TestSingleton }

Example_two

func NewSingleton() *Singleton {once.Do(func() {TestSingleton = &Singleton{0}})return TestSingleton }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Go 语言实现 23 种设计模式 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。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。