深入剖析 Go 中的单例模式：go-singleflight

2023-09-29 03:26:52

单例模式：深度剖析 go-singleflight

在分布式系统的开发中，单例模式是一种广泛应用的设计模式，它确保在系统中只有一个特定资源或服务的实例。在 Go 语言中，go-singleflight 是一个流行的单例模式实现，它提供了高效且可靠的并发访问控制。

介绍

go-singleflight 是一个并发安全的单例模式库，它通过使用映射来缓存请求。当多个 goroutine 同时请求相同的资源时，该库会确保只有一个 goroutine 执行该请求，并将结果缓存起来，供其他 goroutine 使用。这种方法可以显著提高性能，因为它避免了重复的计算和资源浪费。

工作原理

go-singleflight 的工作原理很简单。它使用一个并发安全的映射，其中键是请求的名称，值是请求的结果。当一个 goroutine 发起请求时，它首先检查映射中是否存在该请求。如果存在，则直接返回缓存的结果。如果不存在，则 goroutine 会尝试获取映射的写锁。如果成功，则 goroutine 将执行请求并将其结果存储在映射中。其他等待该请求的 goroutine 将被阻塞，直到该请求完成。

代码示例

以下是一个使用 go-singleflight 获取数据库连接的示例代码：

package main

import (
	"context"
	"database/sql"
	"fmt"
	"time"

	"github.com/golang/groupcache/singleflight"
)

// dbConn 是一个并发安全的数据库连接。
type dbConn struct {
	*sql.DB
	sf *singleflight.Group
}

func main() {
	// 创建一个新的单例数据库连接。
	dbConn := &dbConn{
		sf: &singleflight.Group{},
	}

	// 多个 goroutine 同时获取数据库连接。
	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(i int) {
			// 获取数据库连接。
			db, err := dbConn.Get(context.Background())
			if err != nil {
				fmt.Printf("goroutine %d failed to get DB: %v\n", i, err)
				return
			}

			// 使用数据库连接。
			rows, err := db.Query("SELECT 1")
			if err != nil {
				fmt.Printf("goroutine %d failed to query DB: %v\n", i, err)
				return
			}
			rows.Close()

			fmt.Printf("goroutine %d successfully got DB\n", i)
		}(i)
	}

	// 等待所有 goroutine 完成。
	time.Sleep(time.Second)
}

// Get 从映射中获取数据库连接。
func (dc *dbConn) Get(ctx context.Context) (*sql.DB, error) {
	// 检查映射中是否存在数据库连接。
	conn, err := dc.sf.Do(ctx, "db", func() (interface{}, error) {
		// 创建一个新的数据库连接。
		db, err := sql.Open("mysql", "user:password@host:port/db")
		if err != nil {
			return nil, err
		}

		// 返回数据库连接。
		return db, nil
	})

	// 如果发生错误，则返回错误。
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	// 返回数据库连接。
	return conn.(*sql.DB), nil
}