Golang Singleton Pattern

1. Cosa è il pattern Singleton

Il pattern Singleton è un pattern di progettazione creazionale che garantisce che una classe abbia solo un'istanza e fornisce un punto di accesso globale a quell'istanza per il recupero. Il pattern Singleton è comunemente utilizzato in scenari in cui è necessario condividere risorse o controllare l'accesso a un'istanza specifica.

2. Caratteristiche e vantaggi del pattern Singleton

Il pattern Singleton ha le seguenti caratteristiche e vantaggi:

Garantisce che la classe abbia solo un'istanza dell'oggetto
Fornisce un punto di accesso globale per il codice esterno per ottenere l'istanza
Evita la creazione ripetuta di istanze, risparmiando risorse di sistema

3. Scenari di applicazione del pattern Singleton

Il pattern Singleton è adatto per i seguenti scenari di applicazione:

Registratori di eventi: Garantire che ci sia solo un registratore di eventi per l'intero sistema per evitare la registrazione duplicata.
Pool di connessioni al database: In ambienti ad alta concorrenza, utilizzare il pattern Singleton può evitare la creazione e la distruzione frequente delle connessioni al database.

4. Implementazione del pattern Singleton in Golang

In Golang, ci sono diversi modi per implementare il pattern Singleton. Di seguito sono riportati due metodi di implementazione comuni.

4.1. Implementazione usando Inizializzazione Pigra e Inizializzazione Tempestiva

L'inizializzazione pigra crea l'oggetto istanza quando viene utilizzato per la prima volta, mentre l'inizializzazione tempestiva crea l'oggetto istanza quando il programma viene avviato.

// Implementazione del pattern Singleton con inizializzazione pigra
pacchetto singleton

type Singleton struct {
}

var instance *Singleton

funzione GetInstance() *Singleton {
    if instance == nil {
        instance = &Singleton{}
    }
    ritorno istanza
}

// Implementazione del pattern Singleton con inizializzazione tempestiva
pacchetto singleton

type Singleton struct {
}

var instance *Singleton = &Singleton{}

funzione GetInstance() *Singleton {
    ritorno istanza
}

4.2. Problemi di sicurezza dei thread nel pattern Singleton

Il metodo di implementazione dell'inizializzazione pigra sopra può avere problemi in un ambiente multi-thread poiché più thread possono entrare contemporaneamente nella condizione if instance == nil, portando alla creazione di istanze multiple.

4.3. Implementazione del pattern Singleton sicuro per i thread utilizzando sync.Once

Utilizzando sync.Once si garantisce che solo una goroutine esegua il codice di inizializzazione, risolvendo così il problema di sicurezza dei thread.

// Implementazione del pattern Singleton sicuro per i thread utilizzando sync.Once
pacchetto singleton

import (
    "sync"
)

type Singleton struct {
}

var instance *Singleton
var once sync.Once

funzione GetInstance() *Singleton {
    once.Do(func() {
        instance = &Singleton{}
    })
    ritorno istanza
}

4.4. Implementazione del pattern Singleton con inizializzazione pigra sicura per i thread utilizzando sync.Mutex

Un altro modo per implementare un pattern Singleton con inizializzazione pigra sicura per i thread è utilizzare sync.Mutex per bloccare e garantire che solo una goroutine esegua l'operazione di inizializzazione.

// Implementazione del pattern Singleton con inizializzazione pigra sicura per i thread utilizzando sync.Mutex
pacchetto singleton

import (
    "sync"
)

type Singleton struct {
}

var instance *Singleton
var mu sync.Mutex

funzione GetInstance() *Singleton {
    if instance == nil {
        mu.Lock()
        differimento mu.Unlock()
        if instance == nil {
            instance = &Singleton{}
        }
    }
    ritorno istanza
}