Python单例模式中的4种方式（python怎么实现单例）

Python单例模式中的4种方式（python怎么实现单例）

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场。

比如，某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中，客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间，有很多地方都需要使用配置文件的内容，也就是说，很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例，这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象，而这样会严重浪费内存资源，尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上，类似 AppConfig 这样的类，我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。

在 Python 中，我们可以用多种方法来实现单例模式：

1.使用模块

可以参考自定义增删改查组件site对象，很明显的单利模式

其实，Python 的模块就是天然的单例模式，因为模块在第一次导入时，会生成 .pyc 文件，当第二次导入时，就会直接加载 .pyc 文件，而不会再次执行模块代码。因此，我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中，就可以获得一个单例对象了。如果我们真的想要一个单例类，可以考虑这样做：

# mysingleton.py

class My_Singleton(object):

def foo(self):

pass

my_singleton = My_Singleton()

将上面的代码保存在文件 mysingleton.py 中，然后这样使用：

from mysingleton import my_singleton

my_singleton.foo()

2.使用 new

from django.test import TestCase

# Create your tests here.

class Singleton:

def __init__(self,name):

self.name=name

def __new__(cls, *args, **kw):

if not hasattr(cls, '_instance'):

orig = super(Singleton, cls)

cls._instance = orig.__new__(cls)

return cls._instance

one = Singleton('aa')

two = Singleton('bb')

print(one.name)

print(one.name)

two.a = 3

print(one.a)

# one和two完全相同,可以用id(), ==, is检测

print(id(one))

print(id(two))

print(one == two)

print(one is two)

加上锁

import time

import threading

class Singleton(object):

_instance_lock = threading.Lock()

def __init__(self):

time.sleep(1)

print(self)

def __new__(cls, *args, **kwargs):

with cls._instance_lock:

if not hasattr(Singleton,'_instance'):

Singleton._instance=object.__new__(cls)

return Singleton._instance

def task():

obj = Singleton()

for i in range(10):

t=threading.Thread(target=task)

t.start()

3.利用类实现单例模式：

a.不能支持多线程的单例模式

class Singleton(object):

@classmethod

def instance(cls,*args,**kwargs):

if not hasattr(Singleton,'_instance'):

Singleton._instance=Singleton()

return Singleton._instance

a=Singleton.instance()

b=Singleton.instance()

print(a==b)#True

但是我们加上多线程试试

import time

class Singleton(object):

def __init__(self):

time.sleep(1)

@classmethod

def instance(cls,*args,**kwargs):

if not hasattr(Singleton,'_instance'):

Singleton._instance=Singleton()

return Singleton._instance

# a=Singleton.instance()

# b=Singleton.instance()

# print(a==b)

import threading

def task():

obj = Singleton.instance()

print(obj)

for i in range(10):

t=threading.Thread(target=task)

t.start()

结果:

D:\virtualenv\envs\vuedjango\Scripts\python.exe D:/test/flaskTest/flaskpro3/单例模式/类.py

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

Process finished with exit code 0

b.解决上面存在的问题，实现支持多线程的单列模式:

'''

遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：579817333

寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！

'''

import time

import threading

class Singleton(object):

_instance_lock = threading.Lock()

def __init__(self):

time.sleep(1)

@classmethod

def instance(cls,*args,**kwargs):

with cls._instance_lock:

if not hasattr(Singleton,'_instance'):

Singleton._instance=Singleton()

return Singleton._instance

return Singleton._instance

def task():

obj = Singleton.instance()

print(obj)

for i in range(10):

t=threading.Thread(target=task)

t.start()

结果:

D:\virtualenv\envs\vuedjango\Scripts\python.exe D:/test/flaskTest/flaskpro3/单例模式/类.py

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

<__main__.singleton at="" object="">

Process finished with exit code 0

问题:

创建实例只能调用Singleton.instance()来调用,不能用Singleton()来实现

四、基于metaclass方式实现

1.对象是类创建，创建对象时候类的__init__方法自动执行，对象()执行类的 __ call__ 方法

2.类是type创建，创建类时候type的__init__方法自动执行，类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)

# 第0步: 执行type的 __init__ 方法【类是type的对象】

class Foo:

def __init__(self):

pass

def __call__(self, *args, **kwargs):

pass

# 第1步: 执行type的 __call__ 方法

# 1.1 调用 Foo类（是type的对象）的 __new__方法，用于创建对象。

# 1.2 调用 Foo类（是type的对象）的 __init__方法，用于对对象初始化。

obj = Foo()

# 第2步：执行Foodef __call__ 方法

obj()

class SingletonType(type):

def __init__(self,*args,**kwargs):

print(1)

super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

def __call__(cls, *args, **kwargs):

print(2)

obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)

cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)

return obj

class Foo(metaclass=SingletonType):

def __init__(self,name):

print(4)

self.name = name

def __new__(cls, *args, **kwargs):

print(3)

return object.__new__(cls)

obj1 = Foo('name')

实现单例

import threading

class Singleton(type):

_instance_lock=threading.Lock()

def __call__(cls, *args, **kwargs):

with cls._instance_lock:

if not hasattr(cls,'_instance'):

cls._instance=super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)

return cls._instance

class Foo(metaclass=Singleton):

def __init__(self,name):

self.name=name

obj1 = Foo('name')

obj2 = Foo('name')

print(obj1,obj2)

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