Go 单例模式[个人翻译]
原文地址:http://marcio.io/2015/07/singleton-pattern-in-go/
常识性错误
最近,我在很多Github库里看到这种类型的错误,单例模式的实现没有考虑线程安全,下面是常识性错误的代码
package singleton type singleton struct {
} var instance *singleton func GetInstance() *singleton {
if instance == nil {
instance = &singleton{} // <---非线程安全的
}
return instance
}
激进的锁
我也看到一些使用糟糕的方法来解决线程安全的问题。事实上他解决了多线程的问题,但是创造了其他潜在的更严重的问题,他通过对整个方法执行锁定来引入线程竞争
var mu Sync.Mutex func GetInstance() *singleton {
mu.Lock() // <--- 如果实例已经被创建就没有必要锁写
defer mu.Unlock() if instance == nil {
instance = &singleton{}
}
return instance
}
Check-Lock-Check 模式
在c++和其他语言,用于保证最小锁定并且保证线程安全的最好、最安全的方式是当需要锁定时使用众所周知的Check-Lock-Check模式。下面的伪代码说明了这个模式的大概样子
if check() {
lock() {
if check() {
// perform your lock-safe code here
}
}
}
func GetInstance() *singleton {
if instance == nil { // <-- 不够完善. 他并不是完全的原子性
mu.Lock()
defer mu.Unlock() if instance == nil {
instance = &singleton{}
}
}
return instance
}
import "sync"
import "sync/atomic" var initialized uint32
... func GetInstance() *singleton { if atomic.LoadUInt32(&initialized) == {
return instance
} mu.Lock()
defer mu.Unlock() if initialized == {
instance = &singleton{}
atomic.StoreUint32(&initialized, )
} return instance
}
但是.....我相信我们可以通过查看Go语言和标准库的源码看一下go routines 同步的实现方式来做的更好
Go惯用的单例方法
我们想要使用Go的惯用手法来实现这个单例模式。所以我们需要看一下打包好的sync标准库。我们找到了 Once 类型。这个对象可以精确的只执行一次操作,下面就是Go标准库的代码
// Once is an object that will perform exactly one action.
type Once struct {
m Mutex
done uint32
} // Do calls the function f if and only if Do is being called for the
// first time for this instance of Once. In other words, given
// var once Once
// if once.Do(f) is called multiple times, only the first call will invoke f,
// even if f has a different value in each invocation. A new instance of
// Once is required for each function to execute.
//
// Do is intended for initialization that must be run exactly once. Since f
// is niladic, it may be necessary to use a function literal to capture the
// arguments to a function to be invoked by Do:
// config.once.Do(func() { config.init(filename) })
//
// Because no call to Do returns until the one call to f returns, if f causes
// Do to be called, it will deadlock.
//
// If f panics, Do considers it to have returned; future calls of Do return
// without calling f.
//
func (o *Once) Do(f func()) {
if atomic.LoadUint32(&o.done) == { // <-- Check
return
}
// Slow-path.
o.m.Lock() // <-- Lock
defer o.m.Unlock()
if o.done == { // <-- Check
defer atomic.StoreUint32(&o.done, )
f()
}
}
这意味着我们可以运用非常棒的 Go sync包来调用一个只执行一次的方法。因此,我们可以向下面这样调用 once.Do() 方法
once.Do(func() {
// 执行安全的初始化操作
})
下面你可以看到使用sync.Once类型实现的单例实现的完整代码,用于同步访问GetInstance() 并保证我们的类型初始化只执行一次。
package singleton import (
"sync"
) type singleton struct {
} var instance *singleton
var once sync.Once func GetInstance() *singleton {
once.Do(func() {
instance = &singleton{}
})
return instance
}
总结
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