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Go 和 Java 对比学习：单例模式( 二 )

Go语言

主要区别在于 getInstance 的实现，要注意 synchronized ，避免多线程时出现问题 。
3、单例模式的 Go 实现在 Go 语言中如何实现单例模式，类比 Java 代码实现 。
// 饿汉式单例模式package singletontype singleton struct {  count int}var Instance = new(singleton)func (s *singleton) Add() int {  s.count++  return s.count}前面说了，Go 只支持部分面向对象的特性，因此看起来有点不太一样：

  • 类（结构体 singleton）本身非公开（小写字母开头，非导出）;
  • 没有提供导出的 GetInstance 工厂方法（Go 没有静态方法），而是直接提供包级导出变量 Instance；
这样使用：
c := singleton.Instance.Add()看看懒汉式单例模式在 Go 中如何实现：
// 懒汉式单例模式package singletonimport ( "sync")type singleton struct {  count int}var (  instance *singleton  mutex sync.Mutex)func New() *singleton {  mutex.Lock()  if instance == nil {    instance = new(singleton)  }  mutex.Unlock()    return instance}func (s *singleton) Add() int {  s.count++  return s.count}代码多了不少：
  • 包级变量变成非导出（instance），注意这里类型应该用指针，因为结构体的默认值不是 nil；
  • 提供了工厂方法，按照 Go 的惯例，我们命名为 New()；
  • 多 goroutine 保护，对应 Java 的 synchronized，Go 使用 sync.Mutex；
关于懒汉式有一个“双重检查”，这是 C 语言的一种代码模式 。
在上面 New() 函数中，同步化（锁保护）实际上只在 instance 变量第一次被赋值之前才有用 。在 instance 变量有了值之后，同步化实际上变成了一个不必要的瓶颈 。如果能够有一个方法去掉这个小小的额外开销，不是更加完美吗？因此出现了“双重检查” 。看看 Go 如何实现“双重检查”，只看 New() 代码：
func New() *singleton {  if instance == nil { // 第一次检查（①）    // 这里可能有多于一个 goroutine 同时达到（②）    mutex.Lock()    // 这里每个时刻只会有一个 goroutine（③）    if instance == nil { // 第二次检查（④）      instance = new(singleton)    }    mutex.Unlock()  }    return instance}有读者可能看不懂上面代码的意思，这里详细解释下 。假设 goroutine X 和 Y 作为第一批调用者同时或几乎同时调用 New 函数 。
  1. 因为 goroutine X 和 Y 是第一批调用者，因此，当它们进入此函数时，instance 变量是 nil 。因此 goroutine X 和 Y 会同时或几乎同时到达位置 ①；
  2. 假设 goroutine X 会先达到位置 ②，并进入 mutex.Lock() 达到位置 ③ 。这时，由于 mutex.Lock 的同步限制，goroutine Y 无法到达位置 ③，而只能在位置 ② 等候；
  3. goroutine X 执行 instance = new(singleton) 语句，使得 instance 变量得到一个值，即对 singleton 实例的引用 。此时，goroutine Y 只能继续在位置 ② 等候；
  4. goroutine X 释放锁，返回 instance，退出 New 函数；
  5. goroutine Y 进入 mutex.Lock()，到达位置 ③，进而到达位置 ④ 。由于 instance 变量已经不是 nil，因此 goroutine Y 释放锁，返回 instance 所引用的 singleton 实例（也就是 goroutine X 锁创建的 singleton 实例），退出 New 函数；
到这里，goroutine X 和 Y 得到了同一个 singleton 实例 。可见上面的 New 函数中，锁仅用来避免多个 goroutine 同时实例化 singleton 。
相比前面的版本，双重检查版本，只要 instance 实例化后，锁永远不会执行了，而前面版本每次调用 New 获取实例都需要执行锁 。性能很显然，我们可以基准测试来验证：（双重检查版本 New 重命名为 New2）
package singleton_testimport ( "testing" "github.com/polaris1119/go-demo/singleton")func BenchmarkNew(b *testing.B) { for i := 0; i < b.N; i++ {  singleton.New() }}func BenchmarkNew2(b *testing.B) { for i := 0; i < b.N; i++ {  singleton.New2() }}


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