Singleton

• Kiến thức nền tảng

• Tình huống sử dụng thực tế

• Cách implement chuẩn production (thread-safe, lazy, với DI)

• Anti-pattern cần tránh

• Benchmark và kiểm thử đơn vị

---

💡 1. Khi nào cần dùng Singleton?

✅ Dùng khi:

• Chỉ cần một instance duy nhất trong toàn app (vd: config, logger, db connection pool)

• Tránh khởi tạo lại đối tượng nặng hoặc tốn chi phí (vd: Redis pool, Kafka producer)

• Đảm bảo thread-safe access trong concurrent Golang apps

❌ Không dùng khi:

• Mỗi request cần state riêng biệt

• Muốn dễ test unit (singleton khó mock nếu không inject được)

---

🧱 2. Các cách implement Singleton trong Go

⚙️ Cách 1: Thread-safe với sync.Once (chuẩn production)

package config

import (
    "sync"
)

type Config struct {
    DatabaseURL string
    Port        int
}

var (
    instance *Config
    once     sync.Once
)

func GetInstance() *Config {
    once.Do(func() {
        instance = &Config{
            DatabaseURL: "postgres://localhost:5432/db",
            Port:        8080,
        }
    })
    return instance
}

🧠 Giải thích:

• sync.Once đảm bảo hàm Do chỉ được chạy 1 lần, dù nhiều goroutine cùng gọi

• Thread-safe tuyệt đối, không cần lock thủ công

• Lazy-init: chỉ khởi tạo khi lần đầu được gọi

---

🧪 3. Test đơn vị singleton

func TestSingleton(t *testing.T) {
    c1 := GetInstance()
    c2 := GetInstance()
    if c1 != c2 {
        t.Error("Expected same instance, got different instances")
    }
}

---

🔥 4. Tình huống thực tế

🧩 Use Case: Logger Service

package logger

import (
    "log"
    "os"
    "sync"
)

type Logger struct {
    *log.Logger
}

var (
    instance *Logger
    once     sync.Once
)

func GetLogger() *Logger {
    once.Do(func() {
        instance = &Logger{
            Logger: log.New(os.Stdout, "[APP] ", log.LstdFlags),
        }
    })
    return instance
}

Sử dụng:

logger := logger.GetLogger()
logger.Println("Service started...")

---

🧨 5. Anti-pattern cần tránh

❌ Dùng init() để khởi tạo Singleton:

var instance = &Config{} // KHÔNG nên

• Khởi tạo eager (luôn khởi tạo kể cả không dùng)

• Không thread-safe nếu init phức tạp

• Khó test/mock trong unit test

---

🔧 6. Singleton với Dependency Injection (Pro)

Kỹ thuật: inject singleton vào service layer

type DB struct {
    Conn *sql.DB
}

type UserService struct {
    db *DB
}

func NewUserService(db *DB) *UserService {
    return &UserService{db: db}
}

Tại main.go:

func main() {
    db := database.GetInstance()
    userSvc := NewUserService(db)
    userSvc.DoSomething()
}

➡️ Điều này giúp dễ mock db trong unit test thay vì hardcoded singleton trong UserService.

---

📈 7. Benchmark sơ bộ

func BenchmarkGetInstance(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        _ = GetInstance()
    }
}

Với sync.Once, chi phí truy xuất sau lần đầu là cực thấp (vài ns), không cần tối ưu thêm.

---

✅ Tổng kết checklist

Mục	Đạt
Dùng sync.Once để đảm bảo thread-safe lazy init	✅
Không khởi tạo trước bằng init()	✅
Inject singleton vào services để dễ test	✅
Tránh lưu state bên trong singleton (nếu có concurrency)	✅
Viết test để kiểm tra instance	✅

---