Golang视角下的设计模式

这篇文章想聊聊Golang语言下的设计模式问题,我觉得这个话题还是比较有意思的。Golang没有像java那样对设计模式疯狂的迷恋,而是摆出了一份“看庭前花开花落,望天空云卷云舒”的姿态。

单例模式:

Gloang的单例模式该怎么写?随手写一个,不错,立马写出来了。但这个代码有什么问题呢?多个协程同时执行这段代码就会出现问题:instance可能会被赋值多次,这段代码是线程不安全的代码。那么如何保证在多线程下只执行一次呢?条件反射:加锁。。。加锁是可以解决问题。但不是最优的方案,因为如果有1W并发,每一个线程都竞争锁,同一时刻只有一个线程能拿到锁,其他的全部阻塞等待。让原本想并发得飞起来变成了一切认怂串行化。通过check-lock-check方式可以减少竞争。还有其他方式,利用sync/atomic和sync/once 这里只给出代码

  1. func NewSingleton() *singleton {
  2. if instance == nil {
  3. instance = &singleton{}
  4. }
  5. return instance
  6. }

复制代码

  1. func NewSingleton() *singleton {
  2. l.Lock() // lock
  3. defer l.Unlock()
  4. if instance == nil { // check
  5. instance = &singleton{}
  6. }
  7. return instance
  8. }

复制代码

  1. func NewSingleton() *singleton {
  2. if instance == nil { // check
  3. l.Lock() // lock
  4. defer l.Unlock()
  5. if instance == nil { // check
  6. instance = &singleton{}
  7. }
  8. }
  9. return instance
  10. }

复制代码

  1. func NewSingleton() *singleton {
  2. if atomic.LoadUInt32(&initialized) == 1 {
  3. return instance
  4. }
  5. mu.Lock()
  6. defer mu.Unlock()
  7. if initialized == 0 {
  8. instance = &singleton{}
  9. atomic.StoreUint32(&initialized, 1)
  10. }
  11. return instance
  12. }

复制代码

  1. func NewSingleton() *singleton {
  2. once.Do(func() {
  3. instance = &singleton{}
  4. })
  5. return instance
  6. }

复制代码

工厂模式:

工厂根据条件产生不同功能的类。工厂模式使用经常使用在替代new的场景中,让工厂统一根据不同条件生产不同的类。工厂模式在解耦方面将使用者和产品之间的依赖推给了工厂,让工厂承担这种依赖关系。工厂模式又分为简单工厂,抽象工厂。golang实现一个简单工厂模式如下:

  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. )
  5. type Op interface {
  6. getName() string
  7. }
  8. type A struct {
  9. }
  10. type B struct {
  11. }
  12. type Factory struct {
  13. }
  14. func (a *A) getName() string {
  15. return "A"
  16. }
  17. func (b *B) getName() string {
  18. return "B"
  19. }
  20. func (f *Factory) create(name string) Op {
  21. switch name {
  22. case `a`:
  23. return new(A)
  24. case `b`:
  25. return new(B)
  26. default:
  27. panic(`name not exists`)
  28. }
  29. return nil
  30. }
  31. func main() {
  32. var f = new(Factory)
  33. p := f.create(`a`)
  34. fmt.Println(p.getName())
  35. p = f.create(`b`)
  36. fmt.Println(p.getName())
  37. }

复制代码

依赖注入:

具体含义是:当某个角色(可能是一个实例,调用者)需要另一个角色(另一个实例,被调用者)的协助时,在传统的程序设计过程中,通常由调用者来创建被调用者的实例。但在这种场景下,创建被调用者实例的工作通常由容器(IoC)来完成,然后注入调用者,因此也称为依赖注入。 Golang利用函数f可以当做参数来传递,同时配合reflect包拿到参数的类型,然后根据调用者传来的参数和类型匹配上之后,最后通过reflect.Call()执行具体的函数。下面的代码来自:https://www.studygolang.com/articles/4957 这篇文章上。

  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. "reflect"
  5. )
  6. var inj *Injector
  7. type Injector struct {
  8. mappers map[reflect.Type]reflect.Value // 根据类型map实际的值
  9. }
  10. func (inj *Injector) SetMap(value interface{}) {
  11. inj.mappers[reflect.TypeOf(value)] = reflect.ValueOf(value)
  12. }
  13. func (inj *Injector) Get(t reflect.Type) reflect.Value {
  14. return inj.mappers[t]
  15. }
  16. func (inj *Injector) Invoke(i interface{}) interface{} {
  17. t := reflect.TypeOf(i)
  18. if t.Kind() != reflect.Func {
  19. panic("Should invoke a function!")
  20. }
  21. inValues := make([]reflect.Value, t.NumIn())
  22. for k := 0; k < t.NumIn(); k++ {
  23. inValues[k] = inj.Get(t.In(k))
  24. }
  25. ret := reflect.ValueOf(i).Call(inValues)
  26. return ret
  27. }
  28. func Host(name string, f func(a int, b string) string) {
  29. fmt.Println("Enter Host:", name)
  30. fmt.Println(inj.Invoke(f))
  31. fmt.Println("Exit Host:", name)
  32. }
  33. func Dependency(a int, b string) string {
  34. fmt.Println("Dependency: ", a, b)
  35. return `injection function exec finished ...`
  36. }
  37. func main() {
  38. // 创建注入器
  39. inj = &Injector{make(map[reflect.Type]reflect.Value)}
  40. inj.SetMap(3030)
  41. inj.SetMap("zdd")
  42. d := Dependency
  43. Host("zddhub", d)
  44. inj.SetMap(8080)
  45. inj.SetMap("www.zddhub.com")
  46. Host("website", d)
  47. }

复制代码

装饰器模式:

装饰器模式:允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式,它是作为现有的类的一个包装。这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。我们使用最为频繁的场景就是http请求的处理:对http请求做cookie校验。

  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. "log"
  5. "net/http"
  6. )
  7. func autoAuth(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
  8. return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  9. cookie, err := r.Cookie("Auth")
  10. if err != nil || cookie.Value != "Authentic" {
  11. w.WriteHeader(http.StatusForbidden)
  12. return
  13. }
  14. h(w, r)
  15. }
  16. }
  17. func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  18. fmt.Fprintf(w, "Hello, World! "+r.URL.Path)
  19. }
  20. func main() {
  21. http.HandleFunc("/hello", autoAuth(hello))
  22. err := http.ListenAndServe(":5666", nil)
  23. if err != nil {
  24. log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
  25. }
  26. }

复制代码

还有很多其他模式,这里不一一给出了,写这篇文章的目的是想看看这些模式在golang中是如何体现出来的,框架或者类库应该是设计模式常常出没的地方。深入理解设计模式有助于代码的抽象,复用和解耦,让代码与代码之间更加低耦合。

原文发布于微信公众号 - Golang语言社区(Golangweb)

原文发表时间:2017-09-22

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