Go 设计模式-单例模式

简介

什么是单例模式？

单例模式是一种设计模式，其核心思想是确保某个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

本质

单例模式本质上就是全局变量。

优点

1. 全局唯一实例：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
2. 延迟初始化：实例只在需要时才会被创建。
3. 配置加载较为方便：可以将初始化封装在使用过程中（个人觉得比较方便，省去了写一个统一的加载文件）
4. 线程安全：使用 sync.Once 可以确保在多线程环境下也是安全的。

缺点

1. 全局状态：单例模式本质上就是全局变量，可能导致不可预见的副作用和状态。
2. 违反单一职责原则：除了控制实例创建和销毁，单例类通常还承担其他职责。

使用场景

1. 数据库连接池：确保一个应用程序创建的数据库连接数量是有限和唯一的。
2. 日志记录器：全局只需要一个日志记录对象即可。
3. 配置管理：当需要从一个地方管理和访问配置信息时。
4. 硬件接口访问：如打印机、图形卡等硬件资源通常需要全局唯一访问实例。

实现方式

懒汉式

最重要的一点，懒汉式可以避免手动 init，（自动 init 也不稳妥，go 的 init 的顺序比较迷）
同时懒汉式避免了一些多依赖初始化的问题（如果使用饿汉式，顺序就是一个很大的问题）
就懒汉式初次启动慢的问题，可能更适合一些长期运行的项目。

package models

import (
	...
)

var db *gorm.DB
var once sync.Once

// todo 修改
func DB() *gorm.DB {
    //使用 sync.Once 可以有效解决线程安全问题
	once.Do(func() {
		initDao()
	})
	return db
}

// initDao 连接数据库
func initDao() {
	/* ... */
}
func main(){
    //可以这样使用，成功把配置的初始化封装
    DB().Create(...)
}

缺点

容易造成依赖循环

比如下方

var onceLog sync.Once
var log *zap.Logger{}
func Log(){
	onceLog.Do(func() {
		initLog()
	})
	return log
}

func initLog(){
    /*而这里面需要从配置文件中读取 Log 日志的存储路径，以及来设置 log 的存储位置*/
}
var onceConf sync.Once
var conf *viper.Viper{}
func Config(){
	onceLog.Do(func() {
		initConf()
	})
	return conf
}

func initConf(){

    /*这里面有个地方需要来加载日志的变化情况，此时需要用到 Log()*/
}

上面的设计显然是不合理的，当时不要把两段代码放在一起，单看可能挺合理的，我们需要时刻注意这个问题。

饿汉式

在类加载时就创建实例，确保实例的唯一性。

package main

import "fmt"

type Singleton struct{}

var instance = &Singleton{}

func GetInstance() *Singleton {
	return instance
}

func main() {
	s1 := GetInstance()
	s2 := GetInstance()
	if s1 == s2 {
		fmt.Println("s1 和 s2 是同一个实例")
	} else {
		fmt.Println("s1 和 s2 不是同一个实例")
	}
}

优点

1. 简单易实现：代码简单，易于理解。
2. 线程安全：由于实例是在类加载时创建的，不存在多线程同步问题。

缺点

1. 资源浪费：如果该实例一直没有被使用，会造成资源浪费。
2. 可能存在初始化顺序问题：如果单例依赖其他类，可能会因为初始化顺序而导致问题。