Golang单例双重检查锁实现详解

小伙伴们有没有觉得学习Golang很有意思？有意思就对了！今天就给大家带来《Golang双重检查锁单例实现方法》，以下内容将会涉及到，若是在学习中对其中部分知识点有疑问，或许看了本文就能帮到你！

推荐使用 sync.Once 实现单例，它本质是安全高效的双重检查锁；手动 DCL 需用 atomic.Pointer 和 mutex 配合，易出错；纯 mutex 方式性能差，应避免。

在 Go 中实现双重检查锁（Double-Checked Locking）单例模式，核心是用 sync.Once 或手动结合 sync.Mutex 与原子读写，确保线程安全且避免重复初始化。但要注意：Go 的内存模型和编译器优化让“经典 Java 风格”的双重检查锁容易出错，不推荐手写 volatile + mutex 组合，而应优先使用 sync.Once —— 它本质就是安全、高效、已验证的双重检查锁实现。

✅ 推荐方式：用 sync.Once（最简洁、最安全）

sync.Once 内部已做内存屏障和原子控制，保证 Do 中的函数只执行一次，且对所有 goroutine 可见。无需手动加锁或判断 nil。

• 定义一个私有全局变量（指针类型）和一个 sync.Once 实例
• 提供获取实例的函数，在其中调用 once.Do() 初始化
• 初始化逻辑只运行一次，后续调用直接返回已创建的实例

示例：

package singleton

import "sync"

type Config struct {
    Host string
    Port int
}

var (
    configInstance *Config
    once           sync.Once
)

func GetConfig() *Config {
    once.Do(func() {
        configInstance = &Config{
            Host: "localhost",
            Port: 8080,
        }
    })
    return configInstance
}

⚠️ 谨慎尝试：手动双重检查锁（仅作理解，生产环境慎用）

若坚持模拟经典 DCL（如学习目的），必须配合 sync/atomic 控制初始化状态，并确保写入实例前完成内存可见性。Go 不支持 Java 的 volatile，需用 atomic.StorePointer 和 atomic.LoadPointer 配合 unsafe.Pointer。

• 用 atomic.Value 或 atomic.Pointer（Go 1.19+）存储实例指针
• 第一次读为 nil → 加锁 → 再次检查是否仍为 nil → 初始化并原子写入
• 必须用原子操作读写指针，否则可能看到部分写入的脏数据

简化版（Go 1.19+）：

var (
    config atomic.Pointer[Config]
    mu     sync.Mutex
)

func GetConfigDCL() *Config {
    p := config.Load()
    if p != nil {
        return p
    }
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    if p = config.Load(); p != nil {
        return p
    }
    newConfig := &Config{Host: "localhost", Port: 8080}
    config.Store(newConfig)
    return newConfig
}

❌ 常见错误：纯 mutex + nil 判断（性能差、不必要）

每次调用都加锁再判断，失去“双重检查”意义，变成单锁单例，吞吐量低。尤其高并发下，mu.Lock() 成为瓶颈。

错误写法示例：

func GetConfigBad() *Config {
    mu.Lock() // ❌ 每次都锁！
    defer mu.Unlock()
    if configInstance == nil {
        configInstance = &Config{...}
    }
    return configInstance
}

? 补充建议：支持初始化参数或错误处理

如果单例创建可能失败（如加载配置文件、连接数据库），可扩展 sync.Once 方式，用额外变量保存 error：

var (
    dbInstance *sql.DB
    dbErr      error
    dbOnce     sync.Once
)

func GetDB() (*sql.DB, error) {
    dbOnce.Do(func() {
        dbInstance, dbErr = sql.Open("mysql", "user:pass@tcp(127.0.0.1:3306)/test")
    })
    return dbInstance, dbErr
}

不复杂但容易忽略：单例对象本身也需考虑并发安全。例如 *sql.DB 是并发安全的，但自定义结构体若含非同步字段（如 map、slice），仍需额外保护。

今天关于《Golang单例双重检查锁实现详解》的内容就介绍到这里了，是不是学起来一目了然！想要了解更多关于的内容请关注golang学习网公众号！