学了go挺久的了，但工作中常用的语言是python，久了不用就会忘，决定用输出笔记的方式来复习一下吧。
作为开发者，我们常常会遇到一些需要全局唯一对象的场景，例如配置管理、数据库连接池或日志记录器等。这类场景中如果重复创建对象，不仅会浪费资源，还可能引发数据不一致的问题。单例模式（Singleton Pattern）正是解决这类问题的经典方案。
一、单例模式的核心价值
在深入代码之前，我们先明确单例模式的典型应用场景：
- 全局配置管理 当我们需要在多个模块中共享同一份配置时（如数据库地址、API密钥等），单例可以避免重复解析配置文件。
- 资源复用场景 数据库连接池、Redis 客户端等需要昂贵资源初始化的对象，通过单例实现复用可显著提升性能。
- 控制访问入口 日志记录器、埋点监控等需要统一写入点的组件，使用单例可避免多实例竞争资源。
- 状态共享需求 全局计数器、缓存字典等需要跨模块状态共享的场景，单例能保证数据一致性。
二、Go 语言实现方案
我们通过两个典型实现方式，分别对应不同的初始化策略：
方案 1：懒汉模式（Lazy Initialization）
核心特点：延迟初始化，只有在第一次调用时才创建实例。
// singleton_lazy.go
package singleton
import "sync"
type DatabaseConn struct {
addr string // 示例字段：数据库地址
}
var (
lazyInstance *DatabaseConn
once sync.Once
)
func GetLazyInstance() *DatabaseConn {
once.Do(func() {
lazyInstance = &DatabaseConn{
addr: "127.0.0.1:3306", // 实际项目可读取配置文件
}
fmt.Println("懒汉模式实例初始化完成")
})
return lazyInstance
}
实现解析：
- 使用
sync.Once保证并发安全 - 初始化操作封装在
once.Do()中 - 首次调用时触发初始化，后续调用直接返回实例
适用场景：
- 初始化耗时较长（如建立网络连接）
- 资源占用较大的对象
- 可能不被使用的备用功能模块
方案 2：饿汉模式（Eager Initialization）
核心特点：包加载时立即初始化，全局唯一。
// singleton_eager.go
package singleton
type AppConfig struct {
Env string // 运行环境
Port int // 监听端口
}
// 包级变量在导入时自动初始化
var eagerInstance = &AppConfig{
Env: "production",
Port: 8080,
}
func GetEagerInstance() *AppConfig {
return eagerInstance
}
实现解析：
- 通过包级变量直接初始化
- Go 的包初始化机制保证线程安全
- 程序启动时即完成初始化
适用场景：
- 轻量级配置对象
- 必须使用的核心组件
- 初始化简单的元数据
三、两种模式的对比决策
我们通过一个决策表格帮助开发者选择合适方案：
| 考量维度 | 懒汉模式 | 饿汉模式 |
|---|---|---|
| 初始化时机 | 首次调用时 | 程序启动时 |
| 资源占用 | 按需使用内存 | 立即占用内存 |
| 并发安全性 | 需通过 sync.Once 保证 | 天然安全 |
| 执行耗时 | 首次调用有延迟 | 启动时可能增加加载 |
实际项目中的选择建议：
- 当对象初始化涉及网络请求或复杂计算时，优先选择懒汉模式
- 对于简单的配置类对象，推荐使用饿汉模式
四、扩展思考：单例的替代方案
在某些场景下，我们可以考虑其他模式替代传统单例：
| 场景 | 替代方案 | 优势 |
|---|---|---|
| 需要多个相似对象 | 对象池模式 | 复用对象，控制数量上限 |
| 需要动态创建不同实例 | 工厂模式 | 灵活控制实例化过程 |
| 需要跨进程共享状态 | 共享内存/分布式缓存 | 突破单进程限制 |
结语
单例模式是解决全局资源管理的有效工具，但就像编程世界中的许多选择一样，没有绝对的好坏之分。理解不同实现方案的特点，结合实际业务需求进行选择，才是架构设计的精髓所在。
