python中让人淡腾的单例模式

Posted 2020-08-23

    单例模式刚开始了解的时候我和我的小伙伴是两脸懵逼的，后来也是经过查询资料等等一系列了解后，一致认为这个要搞一搞。

    单例模式的概述：Singleton模式要求一个类有且仅有一个实例，并且提供了一个全局的访问点。这就提出了一个问题：如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？客户程序在调用某一个类时，它是不会考虑这个类是否只能有一个实例等问题的，所以，这应该是类设计者的责任，而不是类使用者的责任。

    从另一个角度来说，Singleton模式其实也是一种职责型模式。因为我们创建了一个对象，这个对象扮演了独一无二的角色，在这个单独的对象实例中，它集中了它所属类的所有权力，同时它也肩负了行使这种权力的职责

    

优点 

   1、实例控制：Singleton 会阻止其他对象实例化其自己的 Singleton 对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例

   2、灵活性：因为类控制了实例化过程，所以类可以更加灵活修改实例化过程

   3、在内存中只有一个对象，节省内存空间

   4、避免频繁的创建销毁对象，可以提高性能，避免对共享资源的多重占用，可以全局访问。

缺点

   1、开销：虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题，上面的五种实现方式中已经说过了。

   2、可能的开发混淆：使用 singleton 对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用 new 关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。

   3、对象的生存期：Singleton 不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于 .NET Framework 的语言），只有 Singleton 类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除 

对象实例，但这样会导致 Singleton 类中出现悬浮引用。

适用性

l         当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。

l         当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

应用场景

l         每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，避免两个打印作业同时输出到打印机。 
（摘自吕震宇的C#设计模式（7）－Singleton Pattern）

l         PC机中可能有几个串口，但只能有一个COM1口的实例。

l         系统中只能有一个窗口管理器。

l         .NET Remoting中服务器激活对象中的Sigleton对象，确保所有的客户程序的请求都只有一个实例来处理。

    因为这个在一般面试中也是常常考到的，面试官可是让你手写的啊！能记住2个方法就记住2个方法：

1、使用__new__方法：    

#方法1,实现__new__方法  
#并在将一个类的实例绑定到类变量_instance上,  
#如果cls._instance为None说明该类还没有实例化过,实例化该类,并返回  
#如果cls._instance不为None,直接返回cls._instance 
class Singlenton(object):
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        if not hasattr(cls,‘instance‘):
            orig = super(Singleton,cls)
            cls.instance = orig.__new__(cls,*args,**kwargs)
        retrun cls.instance
        
class MyClass1(Singleton):
    a = 1

2、共享属性：

    创建实例时把所有实例的__dict__指向同一个字典，这样他们具有相同的属相和方法。

#方法2,共享属性;所谓单例就是所有引用(实例、对象)拥有相同的状态(属性)和行为(方法)  
#同一个类的所有实例天然拥有相同的行为(方法),  
#只需要保证同一个类的所有实例具有相同的状态(属性)即可  
#所有实例共享属性的最简单最直接的方法就是__dict__属性指向(引用)同一个字典(dict)  
#可参看:http://code.activestate.com/recipes/66531/
class Borg(object):
    state = {}
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        ob = super(Borg,cls).__new__(cls,*args,**kwargs)
        ob.__dict__ = cls.state
        retrun ob
class MyClass2(Borg):
    a = 1

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