应使用 sync.Once(或 Go 1.21+ 的 sync.OnceValue)实现单例,因其保证初始化仅一次、并发安全、语义清晰;直接用全局变量破坏封装且不安全,手动 sync.Mutex 易出竞态,且单例对象自身也需线程安全。

为什么不能直接用全局变量实现单例
全局变量看似最简单,但会破坏封装性,且无法控制初始化时机和并发安全。比如直接声明 var instance *Singleton,在包加载时就分配内存,但实际对象可能还没被创建;更严重的是,多个 goroutine 同时调用 NewSingleton() 时,可能产生多个实例。
sync.Once 是最常用且推荐的方式
sync.Once 保证函数只执行一次,天然适合单例初始化。它内部用原子操作+互斥锁实现,性能好、语义清晰、无竞态风险。
- 必须把实例指针声明为包级私有变量(如
var instance *singleton),避免外部直接构造 -
sync.Once要定义为包级变量,否则每次调用都新建一个,失去“once”意义 - 初始化函数里不要做耗时操作(如网络请求、大文件读取),否则会阻塞所有后续调用
package singleton
import "sync"
type singleton struct {
data string
}
var (
instance *singleton
once sync.Once
)
func GetInstance() *singleton {
once.Do(func() {
instance = &singleton{data: "initialized"}
})
return instance
}
使用 sync.Mutex 实现的常见错误写法
手动加锁看似可控,但极易写出有问题的版本。典型错误是:在锁外判断 instance == nil,再加锁初始化——这存在竞态窗口(check-then-act 问题)。
- 正确做法是:加锁后再次检查
instance == nil(双重检查锁定,Double-Checked Locking) - 但 Go 中由于内存模型和编译器优化,不加
sync/atomic或显式屏障,仍可能出问题;sync.Once已帮你处理了这些细节 - 除非有特殊需求(如需要延迟初始化失败时重试),否则没必要手写
sync.Mutex版本
Go 1.21+ 可用 lazy.Tee 配合 sync.Once 简化初始化逻辑
如果单例依赖复杂初始化(如从配置加载、连接数据库),可以把初始化逻辑封装成一个函数,用 lazy.Tee 延迟执行并捕获错误。但注意:lazy.Tee 本身不解决并发安全,仍需配合 sync.Once 或 sync.OnceValue(Go 1.21 新增)。
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sync.OnceValue是sync.Once的泛型增强版,返回值可带 error,更适合带错误处理的单例 - 若项目已升级到 Go 1.21+,优先用
sync.OnceValue[(*singleton, error)]替代手写错误处理逻辑 - 旧版本中,常见做法是把 error 存到包级变量,或 panic(不推荐生产环境)
package singleton
import (
"sync"
)
type singleton struct{ data string }
var (
instance *singleton
once sync.Once
initErr error
)
func GetInstance() (*singleton, error) {
once.Do(func() {
// 模拟可能失败的初始化
instance, initErr = newSingleton()
})
return instance, initErr
}
func newSingleton() (*singleton, error) {
return &singleton{data: "ok"}, nil
}
真正容易被忽略的是:单例对象自身的线程安全性。即使 GetInstance() 并发安全,如果 *singleton 的方法修改了内部状态,且没加锁或没设计成不可变,那它就不是“安全单例”。这点比怎么获取实例更关键。










