Python 實現單例模式的一些思考

1、問題：Python中如何實現單例模式

　　單例模式指一個類只能實例化一個對象。

2、解決方案：

 

　　全部資料參考於：

http://python.jobbole.com/87294/

https://www.jianshu.com/p/f63ad9d550f1

https://www.cnblogs.com/tkqasn/p/6524879.html

　　1. 模塊

　　永遠只有一次，這讓我下意識想到Python 的模塊，由於學習的時候就知道，屢次模塊導入是無效的，都至關於導入一次，由於模塊的導入十分消耗資源，如果重複導入那麼過低效了。

　　所以能夠利用 導入模塊中的實例來實現這一目標。

　　

#singleton.py
class SingleTon:
    def demo(self):
        print('hello world')
singleton = SingleTon()

#test.py
from singleton import singleton
singleton.demo()

　　2. __new__方法

　　這裏涉及到類實例化過程，我想，要想作到永遠實例化一個對象，換句話說只要這個類實例化後就再也不實例化，那麼咱們必須在Python原有實例化過程當中「作點手腳」

　　那必要的就得現搞清楚實例化的具體過程。

　　首先：Foo類的類型是type，Foo 類 也是一個對象，實例化加括號即調用 __call__方法，而type 就是 Python 內置的元類，經過type類生成Foo類，

　　

class Foo:
    def __init__(self):
        print('hello world')
item = Foo()

print(type(Foo),type(item))

#<class 'type'> <class '__main__.Foo'>

　　而後

• Foo(*args, **kwargs)等價於Foo.__call__(*args, **kwargs)
• 既然Foo是一個type的實例，Foo.__call__(*args, **kwargs)實際調用的是type.__call__(Foo, *args, **kwargs)
• type.__call__(Foo, *args, **kwargs)調用type.__new__(Foo, *args, **kwargs)，而後返回一個對象。
• obj隨後經過調用obj.__init__(*args, **kwargs)被初始化。
• obj被返回。

可見，__new__() 方法是建立對象，__init__() 是初始化，若要解決咱們的問題，應該在 前者下功夫，

class Foo:
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls,*args,**kwargs)
        return cls._instance


item = Foo()
item1 = Foo()
print(item is item1)

　　3. 裝飾器

　　使用裝飾器應該也很方便，

from functools import wraps
 
def singleton(cls):
    instances = {}
    @wraps(cls)
    def getinstance(*args, **kw):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kw)
        return instances[cls]
    return getinstance
 
@singleton
class MyClass(object):
    a = 1

　　wraps 函數 能夠保證傳入的類的屬性不變，

　　4. 元類（metaclass）

str是用來建立字符串對象的類，而int是用來建立整數對象的類，type 是type就是建立類對象的類，元類在API的定義中會有很大用處，具體內容在https://www.cnblogs.com/tkqasn/p/6524879.html講得很清楚

Django的ORM 就是大量使用元類，有空研究一下。

class Singleton(type):
    _instances = {}
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]
 
# Python2
class MyClass(object):
    __metaclass__ = Singleton
 
# Python3
class MyClass(metaclass=Singleton):
    pass

 

 

3、挖坑

相關知識點：元類的使用之後研究