当前位置：首页 > news >正文

Golang单例模式和工厂模式详解

news 2025/9/11 5:50:33

我们来详细介绍 Go 语言中的两个经典创建型设计模式：单例模式（Singleton Pattern） 和 工厂模式（Factory Pattern）。

这两种模式在实际开发中非常常见，尤其是在构建配置管理、数据库连接池、日志系统等场景中。

一、单例模式（Singleton Pattern）

🎯 目的：

确保一个类在整个程序生命周期中只有一个实例，并提供一个全局访问点。

类似于“全局唯一对象”，比如：数据库连接池、配置管理器、日志记录器。

✅ Go 实现方式（推荐：`sync.Once` + 懒加载）

package mainimport ("fmt""sync"
)// ConfigManager 单例结构体
type ConfigManager struct {config map[string]string
}// 全局变量（私有）
var (instance *ConfigManageronce     sync.Once
)// GetInstance 返回唯一的 ConfigManager 实例
func GetInstance() *ConfigManager {once.Do(func() {instance = &ConfigManager{config: make(map[string]string),}fmt.Println("ConfigManager 初始化")})return instance
}// Set 设置配置
func (c *ConfigManager) Set(key, value string) {c.config[key] = value
}// Get 获取配置
func (c *ConfigManager) Get(key string) string {return c.config[key]
}

🔧 使用示例：

func main() {// 获取单例实例cfg1 := GetInstance()cfg1.Set("host", "localhost")// 再次获取，应是同一个实例cfg2 := GetInstance()fmt.Println(cfg2.Get("host")) // 输出: localhost// 验证是否为同一实例fmt.Printf("cfg1 == cfg2: %t\n", cfg1 == cfg2) // true
}

✅ 优点：

线程安全（sync.Once 保证只初始化一次）
懒加载（第一次调用才创建）
全局唯一

⚠️ 注意事项：

不要滥用单例（可能导致测试困难、耦合度高）
Go 中更推荐依赖注入（DI），但在某些场景下单例仍实用

二、工厂模式（Factory Pattern）

🎯 目的：

定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。Go 中没有“继承”，所以通常使用 函数返回接口 来实现。

工厂模式的核心是：解耦对象的创建与使用。

1. 简单工厂模式（Simple Factory）

场景：根据类型创建不同的支付方式

package mainimport "fmt"// Payment 支付接口
type Payment interface {Pay(amount float64) string
}// Alipay 支付宝
type Alipay struct{}func (a *Alipay) Pay(amount float64) string {return fmt.Sprintf("支付宝支付 %.2f 元", amount)
}// WeChatPay 微信支付
type WeChatPay struct{}func (w *WeChatPay) Pay(amount float64) string {return fmt.Sprintf("微信支付 %.2f 元", amount)
}// UnionPay 银联支付
type UnionPay struct{}func (u *UnionPay) Pay(amount float64) string {return fmt.Sprintf("银联支付 %.2f 元", amount)
}// PaymentFactory 工厂函数
func NewPayment(method string) Payment {switch method {case "alipay":return &Alipay{}case "wechat":return &WeChatPay{}case "union":return &UnionPay{}default:panic("不支持的支付方式")}
}

🔧 使用示例：

func main() {payment := NewPayment("alipay")result := payment.Pay(99.9)fmt.Println(result) // 支付宝支付 99.90 元payment = NewPayment("wechat")result = payment.Pay(50.0)fmt.Println(result) // 微信支付 50.00 元
}

✅ 优点：调用方无需知道具体类型，只需传入字符串即可获得对应实现。

2. 抽象工厂模式（Abstract Factory）【可选扩展】

如果需要创建一系列相关或依赖对象（如：主题工厂创建按钮+文本框），可以使用抽象工厂。

type Button interface {Click()
}type TextBox interface {Input(text string)
}type UIFactory interface {CreateButton() ButtonCreateTextBox() TextBox
}type MacFactory struct{}func (m *MacFactory) CreateButton() Button { return &MacButton{} }
func (m *MacFactory) CreateTextBox() TextBox { return &MacTextBox{} }type WinFactory struct{}func (w *WinFactory) CreateButton() Button { return &WinButton{} }
func (w *WinFactory) CreateTextBox() TextBox { return &WinTextBox{} }

三、单例 vs 工厂模式对比

特性	单例模式	工厂模式
类型	创建型	创建型
目的	确保唯一实例	解耦对象创建过程
核心	全局唯一	多态创建
适用场景	配置管理、连接池	支付系统、插件系统、消息队列选择
Go 实现	`sync.Once` + 全局变量	函数返回接口
是否线程安全	是（需正确实现）	是（工厂本身无状态）

四、实际应用场景

模式	应用场景
单例模式	- 数据库连接池 - 日志记录器 - 配置中心 - 缓存实例（如全局 Redis 客户端）
工厂模式	- 支付网关选择 - 消息队列驱动（Kafka/RabbitMQ） - 存储后端（本地/云存储） - API 客户端版本切换