?引言
在設計模式中，單例模式（Singleton Pattern）是一種非常常見且實用的模式。它的核心思想是確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。這種模式在需要全局唯一對象的場景中非常有用，比如配置管理、日志記錄、數據庫連接池等。
本文將通過一個簡單的 Go 示例，帶你理解單例模式的基本概念和實現方法。即使你是設計模式的新手，也能輕松掌握！
什么是單例模式？
單例模式是一種創建型設計模式，它確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來獲取該實例。它的主要特點包括：
- 唯一性：整個程序中只有一個實例存在。
- 全局訪問：通過一個靜態方法或變量來訪問該實例。
單例模式的核心思想是通過控制類的實例化過程，避免外部代碼隨意創建多個實例。
為什么需要單例模式？
在某些場景中，我們需要確保一個類只有一個實例。例如：
- 配置管理：程序的配置信息只需要加載一次，全局共享。
- 日志記錄：日志系統只需要一個實例來記錄所有日志。
- 數據庫連接池：數據庫連接池只需要一個實例來管理所有連接。
如果這些場景中允許多個實例存在，可能會導致資源浪費或數據不一致的問題。
Go實現單例模式
先從簡單的單例模式入手，通過簡單的鎖機制實現單例
package mainimport ("fmt""sync"
)// 定義單例結構體
type Singleton struct{}// 全局變量，用于存儲單例實例
var instance *Singleton
// 同步對象，確保單例實例只被創建一次
var once sync.Once// 獲取單例實例的函數
func GetInstance() *Singleton {// 使用 once.Do 確保單例實例只被創建一次once.Do(func() {// 創建單例實例instance = &Singleton{}})// 返回單例實例return instance
}// 方法，用于打印單例實例的內存地址
func (s *Singleton) PrintAddress() {fmt.Println(s)
}func main() {// 獲取單例實例singleton1 := GetInstance()// 打印單例實例的內存地址singleton1.PrintAddress()// 再次獲取單例實例singleton2 := GetInstance()// 打印單例實例的內存地址singleton2.PrintAddress()// 打印單例實例的內存地址fmt.Println("Address:", singleton1)// 打印單例實例的內存地址fmt.Println("Address:", singleton2)
}通過這個例子，你會發現singleton1和singleton2的地址相同。
如果我們想通過單例模式來創建其他類實例，需要引入模板，參考下列代碼。
假設我們需要創建一個Redis連接池，通過單例模式實現可以確保一個實例管理所有鏈接
package mainimport ("fmt""sync"
)// RedisConPool 結構體，實現單例模式
type RedisConPool struct{}// 單例實例
var instance *RedisConPool
// 用于保證線程安全的互斥鎖
var once sync.Once// GetInstance 函數，獲取單例實例
func GetInstance() *RedisConPool {once.Do(func() {// 只執行一次，創建單例實例instance = &RedisConPool{}fmt.Println("RedisConPool instance created!")})return instance
}// PrintAddress 方法，打印實例地址
func (r *RedisConPool) PrintAddress() {fmt.Printf("%p\n", r)
}func main() {// 獲取單例實例redis1 := GetInstance()redis2 := GetInstance()redis1.PrintAddress()redis2.PrintAddress()// 比較兩個單例實例fmt.Println("redis1 == redis2 ?", redis1 == redis2)
}
