Go 语言单例设计模式

Go 语言单例设计模式

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🏗 什么是单例模式？

单例（Singleton）是一种创建型设计模式， 它的目标是：一个类只有一个实例，并且提供全局访问点。

用白话说，就是：

整个程序中，这个对象只能创建一次，多次调用都用同一个。

典型场景：配置管理、日志记录、数据库连接池等。

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🏹 Go 中实现单例的特点

因为 Go 没有像 Java 那样的类和构造器， 它主要用 包级变量 + sync.Once + init 函数 来实现单例。

Go 关键点： ✅ 包级变量 ✅ sync.Once 保证只初始化一次（线程安全） ✅ 提供对外公开的获取实例方法

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🌟 单例模式完整代码讲解

我们一步步来看，最后给你拼成完整例子。

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① 定义结构体（要单例的对象）

假设我们要实现一个 Logger 日志记录器。

type Logger struct {
    logLevel string
}

这个 Logger 是我们只希望存在一个的对象。

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② 定义包级变量

var instance *Logger

注意：

• 用 var 定义全局变量 instance

• 最开始它是 nil

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③ 使用 sync.Once 保证只初始化一次

Go 提供了 sync.Once，它的 Do 方法能保证：

无论多少 goroutine 调用，函数只执行一次。

import "sync"
​
var once sync.Once

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④ 提供获取单例实例的方法

我们写一个 GetInstance() 方法， 外部代码都通过它来获取单例。

func GetInstance() *Logger {
    once.Do(func() {
        instance = &Logger{
            logLevel: "INFO",  // 默认日志级别
        }
    })
    return instance
}

这里的关键：

• 第一次调用时，once.Do 中的函数会运行，创建 Logger 实例。

• 后面再调用 GetInstance()，once.Do 不会再跑，直接返回之前创建的 instance。

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⑤ 测试一下单例

写个 main 函数测试看看：

package main
​
import (
    "fmt"
    "singleton"
)
​
func main() {
    logger1 := singleton.GetInstance()
    logger2 := singleton.GetInstance()
​
    if logger1 == logger2 {
        fmt.Println("是同一个实例")
    } else {
        fmt.Println("不是同一个实例")
    }
​
    logger1.logLevel = "DEBUG"
    fmt.Println("logger2 的 logLevel:", logger2.logLevel) // 应该输出 DEBUG
}

输出：

是同一个实例
logger2 的 logLevel: DEBUG

这证明：

• logger1 和 logger2 指向同一个内存对象。

• 改变一个的属性，另一个也能看到。

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📦 完整代码（带 package）

文件结构：

/singleton
    singleton.go
main.go

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singleton/singleton.go

package singleton
​
import "sync"
​
type Logger struct {
    logLevel string
}
​
var instance *Logger
var once sync.Once
​
func GetInstance() *Logger {
    once.Do(func() {
        instance = &Logger{
            logLevel: "INFO",
        }
    })
    return instance
}

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main.go

package main
​
import (
    "fmt"
    "singleton"
)
​
func main() {
    logger1 := singleton.GetInstance()
    logger2 := singleton.GetInstance()
​
    if logger1 == logger2 {
        fmt.Println("是同一个实例")
    } else {
        fmt.Println("不是同一个实例")
    }
​
    logger1.logLevel = "DEBUG"
    fmt.Println("logger2 的 logLevel:", logger2.logLevel)
}

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🛡 为什么要用 sync.Once？

很多人会问：

为什么不用 init() 直接初始化？

因为：

• init() 是包加载时调用的，不是懒加载，可能浪费资源。

• 多线程（goroutine）环境下，如果手动加锁实现，容易写错。

• sync.Once 是 Go 专门为「只执行一次」设计的，简单可靠、线程安全。

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📌 单例模式的优缺点

✅ 优点	⚠️ 缺点
只有一个实例，节省资源	不容易扩展为多实例
提供全局访问点，方便共享	全局状态可能导致隐藏的依赖关系
延迟加载（懒汉式）节省初始化开销	单例隐藏在包里，测试时不好 mock

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