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
python實現單例模式
使用模塊實現
Python 的模塊就是天然的單例模式 ，因為模塊在第一次導入時，會生成 .pyc 文件，當第二次導入時，就會直接加載 .pyc 文件，而不會再次執行模塊代碼。因此，我們只需把相關的函數和數據定義在一個模塊中，就可以獲得一個單例對象了。
mysingleton.py
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class Singleton: def foo(self): print('foo')singleton=Singleton() |
其他文件
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from mysingleton import singletonsingleton.foo() |
裝飾器實現
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def singleton(cls): _instance = {} def wraper(*args, **kargs): if cls not in _instance: _instance[cls] = cls(*args, **kargs) return _instance[cls] return wraper@singletonclass A(object): def __init__(self, x=0): self.x = xa1 = A(2)a2 = A(3) |
最終實例化出一個對象并且保存在_instance中，_instance的值也一定是
基于__new__方法實現
當我們實例化一個對象時，是 先執行了類的__new__方法 （我們沒寫時，默認調用object.__new__）， 實例化對象 ；然后 再執行類的__init__方法 ，對這個對象進行初始化，所有我們可以基于這個，實現單例模式
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class Singleton(): def __new__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(cls,'_instance'): cls._instance=object.__new__(cls) return cls._instanceclass A(Singleton): def __init__(self,x): self.x=xa=A('han')b=A('tao')print(a.x)print(b.x) |
為了保證線程安全需要在內部加入鎖
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import threadingclass Singleton(): lock=threading.Lock def __new__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(cls,'_instance'): with cls.lock: if not hasattr(cls, '_instance'): cls._instance=object.__new__(cls) return cls._instanceclass A(Singleton): def __init__(self,x): self.x=xa=A('han')b=A('tao')print(a.x)print(b.x) |
兩大注意：
1. 除了模塊單例外，其他幾種模式的本質都是通過設置中間變量，來判斷類是否已經被實例。中間變量的訪問和更改存在線程安全的問題：在開啟多線程模式的時候需要加鎖處理。
2. __new__方法無法避免觸發__init__()，初始的成員變量會進行覆蓋。 其他方法不會。
PS:下面看下Python單例模式的4種實現方法
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#-*- encoding=utf-8 -*- print '----------------------方法1--------------------------'#方法1,實現__new__方法 #并在將一個類的實例綁定到類變量_instance上, #如果cls._instance為None說明該類還沒有實例化過,實例化該類,并返回 #如果cls._instance不為None,直接返回cls._instance class Singleton(object): def __new__(cls, *args, **kw): if not hasattr(cls, '_instance'): orig = super(Singleton, cls) cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kw) return cls._instance class MyClass(Singleton): a = 1one = MyClass() two = MyClass() two.a = 3print one.a #3 #one和two完全相同,可以用id(), ==, is檢測 print id(one) #29097904 print id(two) #29097904 print one == two #True print one is two #True print '----------------------方法2--------------------------'#方法2,共享屬性;所謂單例就是所有引用(實例、對象)擁有相同的狀態(屬性)和行為(方法) #同一個類的所有實例天然擁有相同的行為(方法), #只需要保證同一個類的所有實例具有相同的狀態(屬性)即可 #所有實例共享屬性的最簡單最直接的方法就是__dict__屬性指向(引用)同一個字典(dict) #可參看:http://code.activestate.com/recipes/66531/ class Borg(object): _state = {} def __new__(cls, *args, **kw): ob = super(Borg, cls).__new__(cls, *args, **kw) ob.__dict__ = cls._state return ob class MyClass2(Borg): a = 1one = MyClass2() two = MyClass2() #one和two是兩個不同的對象,id, ==, is對比結果可看出 two.a = 3print one.a #3 print id(one) #28873680 print id(two) #28873712 print one == two #False print one is two #False #但是one和two具有相同的（同一個__dict__屬性）,見: print id(one.__dict__) #30104000 print id(two.__dict__) #30104000 print '----------------------方法3--------------------------'#方法3:本質上是方法1的升級（或者說高級）版 #使用__metaclass__（元類）的高級python用法 class Singleton2(type): def __init__(cls, name, bases, dict): super(Singleton2, cls).__init__(name, bases, dict) cls._instance = None def __call__(cls, *args, **kw): if cls._instance is None: cls._instance = super(Singleton2, cls).__call__(*args, **kw) return cls._instance class MyClass3(object): __metaclass__ = Singleton2 one = MyClass3() two = MyClass3() two.a = 3print one.a #3 print id(one) #31495472 print id(two) #31495472 print one == two #True print one is two #True print '----------------------方法4--------------------------'#方法4:也是方法1的升級（高級）版本, #使用裝飾器(decorator), #這是一種更pythonic,更elegant的方法, #單例類本身根本不知道自己是單例的,因為他本身(自己的代碼)并不是單例的 def singleton(cls, *args, **kw): instances = {} def _singleton(): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args, **kw) return instances[cls] return _singleton @singletonclass MyClass4(object): a = 1 def __init__(self, x=0): self.x = x one = MyClass4() two = MyClass4() two.a = 3print one.a #3 print id(one) #29660784 print id(two) #29660784 print one == two #True print one is two #True one.x = 1print one.x #1 print two.x #1 |
總結
以上所述是小編給大家介紹的python實現單例模式方式詳解，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對服務器之家網站的支持！
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/hantaozi430/p/8605275.html
