【Go - 单例示例】
需求
实现一个单例,需要考虑如下的内容,
- 最基础的,每次返回相同实例,
- 线程安全,
- 生命周期,资源管理,程序退出后释放资源,
参照以上3点需求,以下是一个完整的示例,
代码示例
package main
import (
"context"
"fmt"
"sync"
"go.mongodb.org/mongo-driver/mongo"
"go.mongodb.org/mongo-driver/mongo/options"
)
var (
singletonMongoClient *mongo.Client
once sync.Once
)
func getSingletonMongoClient() *mongo.Client {
once.Do(func() {
// 创建连接到 MongoDB 的客户端
uri := "mongodb://localhost:27017"
client, err := mongo.Connect(context.TODO(), options.Client().
ApplyURI(uri))
if err != nil {
panic(err)
}
singletonMongoClient = client
})
return singletonMongoClient
}
func main() {
client1 := getSingletonMongoClient()
if client1 == nil {
panic("client1 is nil")
}
fmt.Println("client1 address %p", client1)
defer func() {
if err := client1.Disconnect(context.TODO()); err != nil {
panic(err)
}
}()
client2 := getSingletonMongoClient()
fmt.Println("client2 address %p", client2)
if client1 == client2 {
fmt.Println("client1 and client2 are the same")
}
}
📢注意: 在使用多线程或多协程的情况下,这里可以使用sync.Once 保证在多线程情况下,也只执行一次,这个非常方便。
sync.Once的优势
对比下Java中实现单例 ,熟悉Java的朋友 ,可能了解 Java 领域一个经典的案例,利用双重检查创建单例对象。
public class Singleton {
static Singleton instance;
static Singleton getInstance(){
if (instance == null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (instance == null)
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
这个示例初看一点问题没有,但是实际隐藏一个坑,问题就出在了new操作上,我们以为的new操作是这样的:
1.分配一块内存空间
2.在这块内存空间上初始化Singleton实例对象
3.把这个对象的内存地址赋值给instance变量
但实际上由于指令重排,优化后的过程是这样的:
1.分配一块内存空间
2.把这快内存空间的内存地址赋值给instance变量
3.在这块内存空间上初始化Singleton实例对象
那么这样调换顺序后会发生什么呢?
我们假设线程 A 先执行 getInstance() 方法,当执行完指令 2 时恰好发生了线程切换,切换到了线程 B 上;如果此时线程 B 也执行 getInstance() 方法,那么线程 B 在执行第一个判断时会发现 instance != null
,所以直接返回 instance,而此时的 instance 是没有初始化过的,如果我们这个时候访问 instance 的成员变量就可能触发空指针异常。
解决方案
针对指令重排序问题:在Java中,由于编译器优化,指令重排序的可能性,可能会导致instance
变量在构造函数执行完毕之前就被设置为非null
值,使得另一个线程可能会得到一个尚未完全构造好的实例。为了避免这个问题,instance
变量应该被声明为volatile
,以防止指令重排序。
优化代码
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance; // 添加volatile关键字防止指令重排序
private Singleton() {} // 私有构造函数防止外部实例化
static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (instance == null)
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
可以看出,Java中单例代码不多,细节不少,稍不注意可能踩一坑。
对比Go中sync.Once的封装,为我们避免了多线程下的种种问题,为单例的实现提供了便利的帮助。
原文地址:https://blog.csdn.net/qq_38428433/article/details/140676834
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