python中的单例模式

Posted 2020-10-27 Stay-J

单例模式（Singleton Pattern）

单例模式主要用于确保某个类只能有一个实例存在，比如django中的admin，所有的app都在同一个admin中注册。

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中有下面几种可以实现单例模式：

1.使用模块

2.使用__new__

3.使用装饰器

4.使用元类

使用模块

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：

# singleton.py
class WuKong(object):
    def foo(self):
        pass

Sun = WuKong()

　　

from singleton import Sun

Sun.foo()

　　

使用__new__方法

我们用一个变量关联起来new的返回值，只要第一次实例化后_instance就有值了之后一直返回第一次实例化的那个对象。

1 class Singleton(object):
2     _instance = None
3 
4     def __new__(cls, *args, **kwargs):
5         if cls._instance is None:
6             cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
7         return cls._instance

a = Singleton()
b = Singleton()
print(bool(a is b))


----------------------------
True

使用装饰器：

这一种方式和上面的那一种方式有异曲同工之妙，都是存在一个变量中如果这个变量不是空，或者这个类不在这个变量中那么我就先创建，第二次创建的时候就变量中已经有值所以直接返回

from functools import wraps
def singleton(cls):
    instance = {}
    @wraps(cls)
    def getinstance(*args, **kwargs):
        if cls not in instance:
            instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instance[cls]
    return getinstance

@singleton
class Myclass(object):
    def foo(self):
        pass

上述的warps做的事：如果不加直接打印Myclass.__name__的值是getinstance，加了以后就是Myclass

a = Myclass()
b = Myclass()
print(a is b)

---------------------
True

 

使用元类

class Singleton(type):
    _instances = {}
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]



# Python2
class MyClass(object):
    __metaclass__ = Singleton
 
# Python3
# class MyClass(metaclass=Singleton):
#    pass

__call__ 调用自己像函数一样。