【设计模式】1、单例模式，设计模式详解，单例模式介绍与实现

摘要：单例模式是一种常用的设计模式，用于确保某个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。它适用于需要频繁访问或操作唯一对象的情况，如配置类、数据库连接等。单例模式通过限制实例化次数来节省系统资源并提高性能。其核心思想是在程序运行期间只创建一个对象实例，并通过全局访问点进行访问，确保系统范围内只有一个实例存在。

概述

单例模式分为饿汉式和懒汉式两种执行时机。

单例模式介绍

1、饿汉式：进程启动时执行，优点是更容易暴露问题，缺点是在进程启动时执行太多耗时操作可能会影响性能。

2、懒汉式：使用时执行，优点是把耗时操作分散到进程使用的过程中，缺点是问题可能会被延迟暴露，不易于定位问题。

Go语言实现单例模式

在Go中，可以通过sync.Once实现单例模式，示例代码如下：

package singleton
import "sync"
// 变量实例
var (
 once sync.Once
 cli  *client
)
// 类型和构造函数
type client struct{}
func newClient() *client {
 return &client{}
}
// InitClient函数实现单例模式
// 可以在package的init()函数中自动调用，属于饿汉式
// 也可以在进程初始化时手动调用，属于饿汉式
// 也可以在使用时才调用，属于懒汉式
func InitClient() *client {
 once.Do(func() {
 cli = newClient()
 })
 return cli
}

单元测试

为了确保单例模式的正确性，我们可以进行单元测试，示例代码如下：

package singleton
import (
 "github.com/stretchr/testify/require"
 "testing"
)
func TestInitClient(t *testing.T) {
 cli1 := InitClient()
 cli2 := InitClient()
 require.Equalf(t, cli1, cli2, "单例模式，构造的指针应相同")
}
func BenchmarkInitClient(b *testing.B) {
 b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
 for pb.Next() {
 cli1 := InitClient() // 执行单例模式的初始化操作，并记录耗时信息，此处可以根据需要进行性能测试和优化，cli2 := InitClient() // 再次调用以验证单例模式的正确性，require.Equalf(b, cli1, cli2, "单例模式，构造的指针应相同") // 断言两个指针是否相同，以确保单例模式的正确性。 } }) } // 执行单元测试 go test . // 执行性能测试 go test -bench . 五、单例模式是一种常见的设计模式，用于限制某个类只能创建一个实例，在Go语言中，可以通过sync.Once实现单例模式，通过单元测试可以确保单例模式的正确性，在实际应用中，可以根据需求选择饿汉式或懒汉式的执行时机。