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python單例模式

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目錄

  • python 單例模式
    • 1、什么是單例模式
    • 2、__new__方法實現
    • 3、裝飾器實現
    • 4、模塊實現
    • 5、共享屬性實現
    • 6、元類實現

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。


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