什么是python单例模式

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什么是python单例模式

单例模式

单例模式(Singleton Pattern)是一种常用的软件设计模式,该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中,某个类只能出现一个实例时,单例对象就能派上用场。

比如,某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中,客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间,有很多地方都需要使用配置文件的内容,也就是说,很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例,这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象,而这样会严重浪费内存资源,尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上,类似 AppConfig 这样的类,我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。

单例模式的要点有三个;一是某个类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例;三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

在 Python 中,我们可以用多种方法来实现单例模式:

使用模块

使用 __new__

使用装饰器(decorator)

使用元类(metaclass)

使用模块

其实,Python 的模块就是天然的单例模式。

因为模块在第一次导入时,会生成 .pyc 文件,当第二次导入时,就会直接加载 .pyc 文件,而不会再次执行模块代码。因此,我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中,就可以获得一个单例对象了。

如果我们真的想要一个单例类,可以考虑这样做:

#tests1.py
class MyClass(object):
    def foo(self):
        print('MyClass.foo')
my_class_obj=MyClass()

将上面的代码保存在文件 tests1.py 中,然后这样使用:

from .tests1 import my_class_obj
my_class_obj.foo()

使用 __new__

为了使类只能出现一个实例,我们可以使用 __new__ 来控制实例的创建过程,代码如下:

class MyClass(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(MyClass, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

 在上面的代码中,我们将类的实例和一个类变量 _instance 关联起来,如果 cls._instance 为 None 则创建实例,否则直接返回 cls._instance。

执行情况如下:

one = HerClass()
two = HerClass()
print(one == two)   #True
print(one is two)   #True
print(id(one), id(two)) #42818864 42818864
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