定义
一个类只允许创建一个对象或实例，而且自行实例化并向整个系统提供该实例，这个类就是一个单例类，它提供全局访问的方法。这种设计模式叫单例设计模式，简称单例模式。
单例模式的要点：
- 某个类只能有一个实例
- 必须自行创建该实例
- 必须自行向整个系统提供该实例
时序图：
用处
从业务概念上来看，有些数据在系统中只应该保留一份，就比较适合设计为单例类。比如，系统的配置信息。
使用场景：
- 系统只需要一个实例对象，比如唯一的序列号生成器（业务方面），或是考虑到资源消耗太大而只允许创建一个对象
- 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点外，不能通过其他途径访问该实例
优缺点
优点：
- 提供了对唯一实例的受控访问
- 因为在系统的内存里只存在一个对象，所以可以节约系统资源，尤其是一些需要频繁创建和销毁的对象
- 允许可变数目的实例，基于单例模式进行扩展
缺点：
- 没有抽象层，很难扩展
- 职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。
单例模式的唯一性
- 进程间唯一：默认单例模式的唯一性就是基于进程的唯一性。因为编写的代码成为可执行文件后，当运行该可执行文件时，操作系统会启动一个进程，将该可执行文件从磁盘加载到自己的进程地址空间，该进程依次执行文件中的代码，比如代码里有一个创建
student对象的语句，进程就会在地址空间里创建一个student对象。如果在一个进程中创建另一个进程，操作系统会给新进程分配新的地址空间，而且将旧地址空间的内容拷贝一份，包括代码和数据，这样新进程里有且只有一个student对象，旧进程里也有且只有一个student，但是这两个对象并不是同一个对象。 - 线程间唯一：通过获取线程id来实现。但是在
golang里主要使用协程，而且协程的id并不会暴露出来。 - 集群环境间唯一（多进程）：通过外部共享存储的锁进行，如文件。将单例对象序列化后存储到外部共享存储区里（比如文件），进程在使用该单例对象的时候，需要对该单例对象加锁，避免其他进程再获取，然后将该对象加载到内存里，反序列化为单例对象，使用完后还要从内存里删除，再存储回外部共享存储区，并释放锁。
如何实现
- 构造函数是
private访问权限 - 考虑对象创建时的线程安全问题
- 考虑是否支持延迟加载
- 考虑
getInstance的性能问题，比如是否有加锁等
实现方式
饿汉式
在类加载的时候实例就已经创建好了，实例的创建过程线程安全，不支持延迟加载
有两种实现方式，第一种是定义全局变量的时候创建实例，第二种是采用包的init函数创建实例
注意这里的Singleton类型也要是大写字母开头的，因为GetInstance方法是大写字母开头，表明包外可访问，那么该方法的返回值也需要包外可访问。
package singleton
// 单例模式 饿汉式实现
type Singleton struct{}
var singleton *Singleton
//1.全局变量的实现方式
//var singleton1 = &Singleton{}
//2. 包的init函数实现方式
func init() {
singleton = &Singleton{}
}
func GetInstance() *Singleton {
return singleton
}
懒汉式
在获取实例的时候再去创建，实例创建过程需要加锁，支持延迟加载，不支持高并发
不加锁
只是对懒汉式创建的一个理解，在GetInstnce方法里判断singleton是否为空，为空的话就去创建一个实例，否则直接返回该实例。
存在线程安全问题，高并发的时候会创建多个对象，不推荐使用。
package singleton
// 单例模式 懒汉式实现 不加锁
type Singleton struct{}
var singleton *Singleton
func GetInstance() *Singleton {
if singleton == nil {
singleton = &Singleton{}
}
return singleton
}
给方法加锁
对GetInstance整个方法进行加锁，确保并发安全，但是每一个对象创建的时候都需要进行加锁解锁，效率低
package singleton
import "sync"
// 单例模式 懒汉式实现 方法锁
type Singleton struct{}
var singleton *Singleton
var mu sync.Mutex
func GetInstance() *Singleton {
mu.Lock()
defer mu.Unlock()
if singleton == nil {
singleton = &Singleton{}
}
return singleton
}
双重检测
在懒汉式的基础上，将方法的锁改为类级别的锁，相对于懒汉式的粒度更小，不用每次都去获取锁
借助sync.Once确保只创建一次
package singleton
import "sync"
// 单例模式 懒汉式实现 双重检测
type LazySingleton struct{}
var lazySingleton *LazySingleton
var once = &sync.Once{}
func GetLazyInstance() *LazySingleton {
if lazySingleton == nil {
once.Do(func() {
lazySingleton = &LazySingleton{}
})
}
return lazySingleton
}
静态内部类
java的静态内部类，线程安全，延迟加载
枚举
java的枚举特性
测试性能
测试饿汉式的init实现方法和懒汉式的sync.Once实现方法
package singleton
import "testing"
func BenchmarkGetInstanceParallel(b *testing.B) {
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
for pb.Next() {
if GetInstance() != GetInstance() {
b.Errorf("test fail")
}
}
})
}
func BenchmarkGetLazyInstanceParallel(b *testing.B) {
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
for pb.Next() {
if GetLazyInstance() != GetLazyInstance() {
b.Errorf("test fail")
}
}
})
}
在对应的目录下执行：
go test -bench='Parallel$' -benchmem .
可以看出饿汉式的性能更好一点
参考链接
图解设计模式
Go设计模式
Golang单例模式
