[設計模式]創建型模式-單例模式

前言

單例模式是最簡單的一種模式。在Go中，單例模式指的是全局只有一個實例，並且它負責創建自己的對象。單例模式有減少記憶體和系統資源開銷、防止多個實例產生衝突等優點。

因為單例模式保證了實例的全局唯一性，並且只被初始化一次，所以比較適合全局共用一個實例，且只需要被初始化一次的場景，例如資料庫實例、全局配置、全局任務池等。

單例模式又分為餓漢方式和懶漢方式。餓漢方式是指全局的單例實例在包被載入時創建，而懶漢方式指全局的單例實例在第一次被使用時創建。其中懶漢方式是開源項目中使用最多的方式。

示例代碼

Go

懶漢方式的缺點是非併發安全，實際使用中一般加鎖，或者使用sync.Once

package singleton  
  
import "sync"  
  
type Singleton interface {  
    foo()  
}  
  
type singleton struct{}  
  
func (s singleton) foo() {}  
  
var (  
    instance *singleton  
    once     sync.Once  
)  
  
func GetInstance() Singleton {  
    once.Do(func() {  
       instance = &singleton{}  
    })  
  
    return instance  
}

單元測試

package singleton  
  
import (  
    "sync"  
    "testing")  
  
const parCount = 100  
  
func TestSingleton(t *testing.T) {  
    ins1 := GetInstance()  
    ins2 := GetInstance()  
    if ins1 != ins2 {  
       t.Fatal("instance is not equal")  
    }  
}  
  
func TestParallelSingleton(t *testing.T) {  
    start := make(chan struct{})  
    wg := sync.WaitGroup{}  
    wg.Add(parCount)  
  
    instance := [parCount]Singleton{}  
    for i := 0; i < parCount; i++ {  
       go func(index int) {  
          <-start  
          instance[index] = GetInstance()  
          wg.Done()  
       }(i)  
    }  
    close(start)  
    wg.Wait()  
    for i := 1; i < parCount; i++ {  
       if instance[i] != instance[i-1] {  
          t.Fatal("instance is not equal")  
       }  
    }  
}

Python

python的包是天然的單例模式，只要放到單獨的包中，import時就是引用的單例。

如果要在一個包內使用設計模式，也有以下幾種方式。

使用函數裝飾器實現單例

def singleton(cls):  
    _instance = {}  
  
    def inner():  
        if cls not in _instance:  
            _instance[cls] = cls()  
        return _instance[cls]  
  
    return inner  
  
  
@singleton  
class MyCls:  
    def __init__(self):  
        pass  
  
  
if __name__ == "__main__":  
    a = MyCls()  
    b = MyCls()  
    print(id(a) == id(b))  # 輸出結果應為 True

使用類裝飾器實現單例

class Singleton:  
    def __init__(self, cls):  
        self._cls = cls  
        self._instance = {}  
  
    def __call__(self):  
        if self._cls not in self._instance:  
            self._instance[self._cls] = self._cls()  
        return self._instance[self._cls]  
  
  
@Singleton  
class MyCls:  
    def __init__(self):  
        pass  
  
  
if __name__ == "__main__":  
    a = MyCls()  
    b = MyCls()  
    print(id(a) == id(b))  # 輸出結果應該是True

參考

• 知乎 - Crossin - Python單例模式的N種實現

本文來自博客園，作者：花酒鋤作田，轉載請註明原文鏈接：https://www.cnblogs.com/XY-Heruo/p/18020746