使用python中的构造函数限制在单例类中创建对象
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【中文标题】使用python中的构造函数限制在单例类中创建对象【英文标题】:Restricting creation of object in a singleton class using constructor in python 【发布时间】:2019-09-15 13:40:50 【问题描述】:我正在为 python 中的一项要求编写一个单例类。我可以意识到我无法限制该类的对象创建,如果某些客户端在使用单例类方法之前先使用构造函数进行调用(意味着返回类的唯一实例的方法)。
我的意思是什么?让我用一些代码 sn-p 来解释一下。 考虑我有以下示例之一:
import threading
class MyClass:
__instance = None
def __init__(self):
if self.__instance:
raise ValueError("Already exist")
@classmethod
def getInstance(cls):
lock = threading.Lock()
with lock:
if cls.__instance == None:
cls.__instance = MyClass()
return cls.__instance
def printObjInfo(self,obj):
print(id(obj))
if __name__ == '__main__':
ob4 = MyClass()
ob4.printObjInfo(ob4)
obj1 = MyClass.getInstance()
obj1.printObjInfo(obj1)
obj2 = MyClass.getInstance()
obj2.printObjInfo(obj2)
# Create a thread
obj3 = MyClass.getInstance()
obj3.printObjInfo(obj3)
t1 = threading.Thread(target=obj3.printObjInfo, args=(obj3))
如果我运行上面的代码 sn-p,我会得到如下结果:
44824952 - Object created by constructor.
44826240 - Object created by getInstance() method.
44826240 - Object created by getInstance() method.
44826240 - Object created by getInstance() method.
需要注意的一点——如果有人在调用 getInstance() 方法后调用构造函数,那么我们可以轻松地限制其他对象的创建。但是如果先调用它,我们将无法控制它。
现在的问题是 - 1) 我不能在 __init__() 中添加任何进一步的条件,而不是任何人调用它或 2) 不能将我的构造函数设为私有 - 我可以吗?
我在这里找到了一些参考资料 - Program to restrict object creation in Python 但不确定,我们如何限制第一个对象的创建本身。有没有更好的方法让你做到这一点?
有什么想法或参考吗?
谢谢。
【问题讨论】:
在 python 中没有什么是真正私有的。所以这取决于用户如何处理它 @Netwave - 是的,看起来就是这样。 【参考方案1】:您可以改写__new__
:
class Singleton:
_instance = None
def __init__(self, arg):
self.arg = arg
def __new__(cls, arg):
if cls._instance is None:
cls._instance = object.__new__(cls)
return cls._instance
else:
return cls._instance
print(Singleton(None))
print(Singleton(None))
print(Singleton(None))
输出:
<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>
<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>
<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>
这样做的好处是有一个统一的接口来创建和获取 Singleton 的单个实例:构造函数。
请注意,除非您编写自己的 C 扩展或类似的东西,否则您将永远无法在 Python 中创建真正的单例:
print(object.__new__(Singleton))
print(object.__new__(Singleton))
print(object.__new__(Singleton))
输出:
<__main__.Singleton object at 0x120806ac8>
<__main__.Singleton object at 0x1207d5b38>
<__main__.Singleton object at 0x1207d5198>
【讨论】:
谢谢,@gmds。有趣的代码 sn-p。我会在最后尝试一下。【参考方案2】:基于 gmds 的答案的线程安全单例版本
from multiprocessing.dummy import Pool as ThreadPool
import threading
import time
class ThreadSafeSingleton:
__instance = None
__lock = threading.Lock()
def __init__(self, *args, **kwargs):
self.args = args
self.kwargs = kwargs
def __str__(self):
return 'id: , args: , kwargs: '.format(id(self), self.args, self.kwargs)
def __new__(cls, *args, **kwargs):
with cls.__lock:
if cls.__instance is None:
# sleep just simulate heavy class initialization !!
# process under concurrency circumstance !!
time.sleep(1)
print('created')
cls.__instance = super(ThreadSafeSingleton, cls).__new__(cls)
return cls.__instance
class ThreadUnsafeSingleton:
__instance = None
def __init__(self, *args, **kwargs):
self.args = args
self.kwargs = kwargs
def __str__(self):
return 'id: , args: , kwargs: '.format(id(self), self.args, self.kwargs)
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__instance is None:
time.sleep(1)
print('created')
cls.__instance = super(ThreadUnsafeSingleton, cls).__new__(cls)
return cls.__instance
def create_safe(*args, **kwargs):
obj = ThreadSafeSingleton(*args, **kwargs)
print(obj)
def create_unsafe(*args, **kwargs):
obj = ThreadUnsafeSingleton(*args, **kwargs)
print(obj)
if __name__ == '__main__':
pool = ThreadPool(4)
print('---- test thread safe singleton ----')
pool.map(create_safe, range(10))
print('\n---- test thread unsafe singleton ----')
pool.map(create_unsafe, range(10))
输出:
---- test thread safe singleton ----
created
id: 4473136352, args: (0,), kwargs:
id: 4473136352, args: (1,), kwargs:
id: 4473136352, args: (2,), kwargs:
id: 4473136352, args: (4,), kwargs:
id: 4473136352, args: (5,), kwargs:
id: 4473136352, args: (3,), kwargs:
id: 4473136352, args: (6,), kwargs:
id: 4473136352, args: (7,), kwargs:
id: 4473136352, args: (8,), kwargs:
id: 4473136352, args: (9,), kwargs:
---- test thread unsafe singleton ----
created
id: 4473136968, args: (0,), kwargs:
created
created
created
id: 4473136968, args: (4,), kwargs:
id: 4473137024, args: (2,), kwargs:
id: 4473137080, args: (1,), kwargs:
id: 4473137136, args: (3,), kwargs:
id: 4473137136, args: (5,), kwargs:
id: 4473137136, args: (7,), kwargs:
id: 4473137136, args: (6,), kwargs:
id: 4473137136, args: (8,), kwargs:
id: 4473137136, args: (9,), kwargs:
【讨论】:
以上是关于使用python中的构造函数限制在单例类中创建对象的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章