python 單例模式

1、什么是單例模式

單例模式（Singleton Pattern）是一種常用的軟件設計模式，該模式的主要目的是確保某一個類只有一個實例存在。當你希望在整個系統中，某個類只能出現一個實例時，單例對象就能派上用場。

比如，某個服務器程序的配置信息存放在一個文件中，客戶端通過一個 AppConfig 的類來讀取配置文件的信息。如果在程序運行期間，有很多地方都需要使用配置文件的內容，也就是說，很多地方都需要創建 AppConfig 對象的實例，這就導致系統中存在多個 AppConfig 的實例對象，而這樣會嚴重浪費內存資源，尤其是在配置文件內容很多的情況下。事實上，類似 AppConfig 這樣的類，我們希望在程序運行期間只存在一個實例對象。

在 Python 中，我們可以用多種方法來實現單例模式。

2、__new__方法實現

首先，我最推薦使用__new__方法來實現單例模式，因為我覺得這種方法是最容易理解的。我們知道__new__方法是類在實例化過程中調用的一個方法，該方法還要在__init__方法之前調用，用于創建類的實例化對象。那么我們是不是可以重寫__new__ ，讓他判斷是否已經調用過該方法了，如果已經調用過了，直接返回上次實例化的對象，那么該類不就一直只存在一個實例化對象了嗎，就實現了單例，例子如下。

          
            class Singleton(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        rerurn cls._instance

class A(Singleton):
    pass

# 類A即為單例類
          
        

3、裝飾器實現

我們可以寫一個裝飾器，來裝飾我們需要指定的單例類，這樣也可以實現。

          
            def singleton(cls):
    instance = {}
    def wapper():
        if cls not in instance:
            instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instance[cls]
    return wapper

@singleton
class C:
    pass

# 類C即為單例類
          
        

4、模塊實現

我們知道，在python中，我們可以自己寫一個py文件，里面的類或者方法就可以通過模塊導入。在python中，用模塊導入的類就是一個天然的單例。

          
            # 作為Python模塊時是天然的單例模式

#創建一個sington.py文件，內容如下：
class Singleton(object):
    def foo(self):
        pass

mysington = Singleton()

# 運用
from sington import mysington
          
        

5、共享屬性實現

創建實例時把所有實例的__dict__指向同一個字典,這樣它們都具有相同的屬性和方法(類的__dict__存儲對象屬性)

          
            class Singleton(object):
    _state = {}
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        ob = super(Singleton,cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        ob.__dict__ = cls._state
    return ob

class B(Singleton):
    pass

# 類B即為單例類
          
        

6、元類實現

最后一種方法使用元類實現單例模式，這種方法比較不容易理解，首先需要理解元類是什么，這里就不展開細講了，有興趣的同學可以自行學習元類的用法。

          
            class Singleton(type):
    _instacne = {}
    def __call__(cls,*args,**kwargs):
        if cls not in cls._instance:
            cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args,**kwargs)
            #以cls為key，cls(*args, **kwargs) 為值放入盛放單例的字典
        return cls._instance[cls]

class MyClass(metaclass=Singleton):
    pass
#MyClass即為單例類
          
        

好啦，單例模式的實現方法大致就是以上幾種了，大家可以學習學習。