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[设计模式]创建型模式-单例模式

news 来源：原创 2025/6/21 12:48:23

前言

单例模式是最简单的一种模式。在Go中，单例模式指的是全局只有一个实例，并且它负责创建自己的对象。单例模式有减少内存和系统资源开销、防止多个实例产生冲突等优点。

因为单例模式保证了实例的全局唯一性，并且只被初始化一次，所以比较适合全局共享一个实例，且只需要被初始化一次的场景，例如数据库实例、全局配置、全局任务池等。

单例模式又分为饿汉方式和懒汉方式。饿汉方式是指全局的单例实例在包被加载时创建，而懒汉方式指全局的单例实例在第一次被使用时创建。其中懒汉方式是开源项目中使用最多的方式。

示例代码

Go

懒汉方式的缺点是非并发安全，实际使用中一般加锁，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  
}

单元测试

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的包是天然的单例模式，只要放到单独的包中，import时就是引用的单例。

如果要在一个包内使用设计模式，也有以下几种方式。

使用函数装饰器实现单例

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))  # 输出结果应为 True

使用类装饰器实现单例

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))  # 输出结果应该是True