單例模式是一種常見的設計模式，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，服務器的配置信息寫在一個文件中online.conf中，客戶端通過一個 Config 的類來讀取配置文件的內容。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，那么每個調用配置文件的地方都會創建 Config的實例，這就導致系統中存在多個Config 的實例對象，在配置文件內容很多的情況下，我們就浪費了大量的內存做了同樣的事。事實上，對于Config類我們在程序運行期間時只需要一個實例對象即可，這時單例模式就是最好的選擇。
python的模塊就是天然的單例模式，這里我們使用修飾器來實現單例模式，以下是代碼實現
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def Singleton(cls): instances = {} def get_instance(*args, **kw): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args, **kw) return instances[cls] return get_instance |
代碼也很簡單，將類傳入單例修飾器中，如果該類還未生成實例(instances中不存在該類)，那么就生成一個新的實例返回，并記錄在instances中。如果已經instances中已經存在該類，那么直接返回實例instances[cls]。
那么這段代碼是完美的嗎？答案是否定的，這段代碼不是線程安全的。要實現線程安全需要配合鎖的使用，只有占有鎖的線程才能繼續訪問單例實例，看來我們需要再寫一個修飾器來實現線程安全了，以下是完整的代碼實現和簡單的多線程測試用例。
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#!/usr/bin/python# -*- coding: utf-8 -*-import threadingdef synchronized(func): func.__lock__ = threading.Lock() def synced_func(*args, **kws): with func.__lock__: return func(*args, **kws) return synced_funcdef Singleton(cls): instances = {} @synchronized def get_instance(*args, **kw): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args, **kw) return instances[cls] return get_instancedef worker(): single_test = test() print "id----> %s" % id(single_test)@Singletonclass test(): a = 1if __name__ == "__main__": task_list = [] for one in range(30): t = threading.Thread(target=worker) task_list.append(t) for one in task_list: one.start() for one in task_list: one.join() |
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