golang单例模式

定义

单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式，可以看到定义简单，算是设计模式中最简单的一个模式了。

饿汉模式

即还未使用该对象时，对象已经创建完成。
方法是通过golang 的init函数，在导包时就自动执行。

package mian

import "fmt"

var instanse *singler

type singler struct {
    Name string
}

func NewSingler()*singler{
    return instanse
}

func init() {
    instanse = new(singler)
    instanse.Name = "test"
}


func main() {
    singler := NewSingler()
    fmt.Println(singler.Name)
}

懒汉模式

即用户需要的时候再创建，这里采用锁的模式去创建，为了减少锁的判断的次数，可以采用双重判断机制。在对象创建完成后，后续不需要加锁处理 。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var instanse *singler
var mutex sync.Mutex

type singler struct {
    Name string
}

func NewSingler()*singler {
    if instanse == nil{
        mutex.Lock()
        defer mutex.Unlock()
        if instanse == nil{
            instanse = new(singler)
            instanse.Name = "test"
        }
    }
    return instanse
}

func main() {
    singler := NewSingler()
    fmt.Println(singler.Name)
}

必须要DCL 

双重检查加锁单例模式为什么两次if判断？

 

java 单例模式中双重检查锁定 volatile 的作用？
[推荐阅读]java 单例模式中双重检查锁定 volatile 的作用？
参考URL: https://www.zhihu.com/question/56606703?sort=created

volatile 是保证了可见性还是有序性？

主要是禁止重排序，初始化一个实例（SomeType st = new SomeType()）在java字节码中会有4个步骤，

申请内存空间，
初始化默认值（区别于构造器方法的初始化），
执行构造器方法
连接引用和实例。
这4个步骤后两个有可能会重排序，1234 1243都有可能，造成未初始化完全的对象发布。

为什么要禁止重排序？
确保先执行构造器方法，再将引用和实例连接到一起。如果没有禁止重排序，会导致另一个线程可能获取到尚未构造完成的对象。

为什么没有起到可见性的作用？
JSR-133
An unlock on a monitor happens before every subsequent lock on that same monitor
第二次非null判断是在加锁以后，则根据这一条，另一个线程一定能看到这个引用被赋值。所以即使没有volatile，依旧能保证可见性。

总结： DCL单例中 1、synchronized已经保证了可见性，不需要volatile来保证。2、volatile的作用是禁止重排序。 因此，主要是为了保证原子操作。
————————————————
原文链接：https://blog.csdn.net/inthat/article/details/107807343

https://blog.csdn.net/m0_37681974/article/details/108139809

懒汉模式之sync.Once

在上面的代码中，是我们自己实现的防止创建多个的情况，在golang的包中有个很好用的工具sync.Once，它可以保证只执行一次。代码如下：

sync.Once.Do(f func())是一个挺有趣的东西,能保证once只执行一次，无论你是否更换once.Do(xx)这里的方法,这个sync.Once块只会执行一次。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var once sync.Once = sync.Once{}
var instanse *singler

type singler struct {
    Name string
}

func NewSingler() *singler {
    once.Do(func() {
        instanse = new(singler)
        instanse.Name = "这是一个单例"
    })
    return instanse
}

func main() {
    singler := NewSingler()
    fmt.Println(singler.Name)
}

package main
import (
   "fmt"
   "sync"
)
var once sync.Once
var con string
func main() {
   once.Do(func() {
      con = "hello Test once.Do"
   })
   fmt.Println(con)
}

之前提到过 Go 的并发辅助对象：WaitGroup。同样的， sync.Once 也是 Go 官方的一并发辅助对象，它能够让函数方法只执行一次，达到类似 init 函数的效果。我们来看看它的简单用法：

func main() {
 var once sync.Once
 onceFunc := func() {
  fmt.Println("Only once")
 }

 for i := 0; i < 10; i++ {
  once.Do(onceFunc)
 }
}

这里执行后我们将只看到一次 Only once 的打印信息，这就是 sync.Once 的一次性效果

源码分析

接下来分析 sync.Do 究竟是如何实现的，它存储在包sync下 once.go 文件中，源代码如下:

// sync/once.go

type Once struct {
   done uint32 // 初始值为0表示还未执行过，1表示已经执行过
   m    Mutex 
}
func (o *Once) Do(f func()) {
   // 判断done是否为0，若为0，表示未执行过，调用doSlow()方法初始化
   if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
      // Outlined slow-path to allow inlining of the fast-path.
      o.doSlow(f)
   }
}

// 加载资源
func (o *Once) doSlow(f func()) {
   o.m.Lock()
   defer o.m.Unlock()
   // 采用双重检测机制 加锁判断done是否为零
   if o.done == 0 {
      // 执行完f()函数后，将done值设置为1
      defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
      // 执行传入的f()函数
      f()
   }
}

，第一部分为 Once 的结构体组成结构，第二部分为 Do 函数的实现原理，我会在代码上加上注释，保证用心阅读完都有收获。

结构体

type Once struct {
   done uint32 // 初始值为0表示还未执行过，1表示已经执行过
   m    Mutex 
}

首先定义一个struct结构体 Once ，里面存储两个成员变量，分别为 done 和 m 。

done成员变量

• 1表示资源未初始化，需要进一步初始化
• 0表示资源已初始化，无需初始化，直接返回即可

m成员变量

• 为了防止多个goroutine调用 doSlow() 初始化资源时，造成资源多次初始化，因此采用 Mutex 锁机制来保证有且仅初始化一次

Do

func (o *Once) Do(f func()) {
   // 判断done是否为0，若为0，表示未执行过，调用doSlow()方法初始化
   if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
      // Outlined slow-path to allow inlining of the fast-path.
      o.doSlow(f)
   }
}

// 加载资源
func (o *Once) doSlow(f func()) {
   o.m.Lock()
   defer o.m.Unlock()
   // 采用双重检测机制 加锁判断done是否为零
   if o.done == 0 {
      // 执行完f()函数后，将done值设置为1
      defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
      // 执行传入的f()函数
      f()
   }

调用 Do 函数时，首先判断done值是否为0，若为1，表示传入的匿名函数 f() 已执行过，无需再次执行；若为0，表示传入的匿名函数 f() 还未执行过，则调用 doSlow() 函数进行初始化。

在 doSlow() 函数中，若并发的goroutine进入该函数中，为了保证仅有一个goroutine执行 f() 匿名函数。为此，需要加互斥锁保证只有一个goroutine进行初始化，同时采用了双检查的机制(double-checking)，再次判断 o.done 是否为 0，如果为 0，则是第一次执行，执行完毕后，就将 o.done 设置为 1，然后释放锁。

即使此时有多个 goroutine 同时进入了 doSlow 方法，因为双检查的机制，后续的 goroutine 会看到 o.done 的值为 1，也不会再次执行 f。

这样既保证了并发的 goroutine 会等待 f 完成，而且还不会多次执行 f。

参考：https://www.jianshu.com/p/c8190ca4b3bd