单例模式

Posted 2021-03-02 lynn578

概念

单例模式是一种常用的软件设计模式，单例模式给出了一种特有的定义，即在程序运行中某个类的实例是保持不变的。她的意义主要是在程序运行中对一些特有的数据做一些基础的构建，比如整个系统的底层数据支持，这种就可以通过单例模式来实现。下面介绍一下她在python中的几种实现方式。

 

装饰器方式

这种实现方式是将单例封装在一个装饰器中，然后使用的时候直接装饰她即可。

def Singleton(cls):
    _instance = {}
    def _singleton(*args, **kwargs):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return _instance[cls]
    return _singleton


@Singleton
class Myclass:
    pass

使用类方法

python在实例化对象时首先会先执行__new__，再执行__init__方法，所以我们还可以这么写

class Singleton(object):    
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                Singleton._instance = object.__new__(cls)
        return Singleton._instance


class Myclass(Singleton):
    pass

使用类方法

 我们还可以使用元类的方式去构造她（这种方式比较优雅），原因是基于__new__的基础上，元类会优先执行__call__方法，所以我们可以这样写

class Singleton(type):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self.__instance = None
        super().__init__(*args, **kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__instance is None:
            self.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
            return self.__instance
        else:
            return self.__instance


class Myclass(metaclass=Singleton):
    pass

解决多线程问题

 在前面所讲的例子中都是只支持单现成的，遇到多线程的话我们需要加一把锁，用于保证线程安全。

import threading
class Singleton(type):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self.__instance = None
        super().__init__(*args, **kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__instance is None:
            with Singleton._instance_lock:
                self.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        return self.__instance