單例模式(Singleton Pattern)是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式，該模式的主要目的是確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在。當(dāng)你希望在整個(gè)系統(tǒng)中，某個(gè)類只能出現(xiàn)一個(gè)實(shí)例時(shí)，單例對(duì)象就能派上用場(chǎng)。

比如，某個(gè)服務(wù)器程序的配置信息存放在一個(gè)文件中，客戶端通過(guò)一個(gè) AppConfig 的類來(lái)讀取配置文件的信息。如果在程序運(yùn)行期間，有很多地方都需要使用配置文件的內(nèi)容，也就是說(shuō)，很多地方都需要?jiǎng)?chuàng)建 AppConfig 對(duì)象的實(shí)例，這就導(dǎo)致系統(tǒng)中存在多個(gè) AppConfig 的實(shí)例對(duì)象，而這樣會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)內(nèi)存資源，尤其是在配置文件內(nèi)容很多的情況下。事實(shí)上，類似 AppConfig 這樣的類，我們希望在程序運(yùn)行期間只存在一個(gè)實(shí)例對(duì)象。

在 Python 中，我們可以用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)單例模式：

使用模塊

使用?__new__

使用裝飾器(decorator)

使用元類(metaclass)

一、模塊：

其實(shí)，Python 的模塊就是天然的單例模式，因?yàn)槟K在第一次導(dǎo)入時(shí)，會(huì)生成?.pyc?文件，當(dāng)?shù)诙螌?dǎo)入時(shí)，就會(huì)直接加載?.pyc?文件，而不會(huì)再次執(zhí)行模塊代碼。因此，我們只需把相關(guān)的函數(shù)和數(shù)據(jù)定義在一個(gè)模塊中，就可以獲得一個(gè)單例對(duì)象了

# mysingleton.py

class My_Singleton(object):

def foo(self):

pass

my_singleton = My_Singleton()

使用：

from mysingleton import my_singleton

my_singleton.foo()

二、使用?__new__

__new__方法接受的參數(shù)雖然也是和__init__一樣，但__init__是在類實(shí)例創(chuàng)建之后調(diào)用，而 __new__方法正是創(chuàng)建這個(gè)類實(shí)例的方法。

class Singleton(object):

_instance = None

def __new__(cls, *args, **kw):

if not cls._instance:

cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kw)

return cls._instance

class MyClass(Singleton):

a = 1

classSingleton(object):

def __new__(cls):

# 關(guān)鍵在于這，每一次實(shí)例化的時(shí)候，我們都只會(huì)返回這同一個(gè)instance對(duì)象

ifnothasattr(cls,'instance'):

cls.instance=super(Singleton,cls).__new__(cls)

returncls.instance

obj1=Singleton()

obj2=Singleton()

obj1.attr1='value1'

print obj1.attr1,obj2.attr1

print obj1 isobj2

在上面的代碼中，我們將類的實(shí)例和一個(gè)類變量?_instance?關(guān)聯(lián)起來(lái)，如果?cls._instance?為 None 則創(chuàng)建實(shí)例，否則直接返回?cls._instance

三、使用裝飾器

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

注：functools.wraps 則可以將原函數(shù)對(duì)象的指定屬性復(fù)制給包裝函數(shù)對(duì)象, 默認(rèn)有?__module__、__name__、__doc__,或者通過(guò)參數(shù)選擇

#不加wraps

#coding=utf-8

# -*- coding=utf-8 -*-

from functools import wraps

def my_decorator(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

'''''decorator'''

print('Calling decorated function...')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@my_decorator

def example():

"""Docstring"""

print('Called example function')

print(example.__name__, example.__doc__)

#結(jié)果：('wrapper', 'decorator')

[Finished in 0.2s]

#加wraps

#coding=utf-8

# -*- coding=utf-8 -*-

from functools import wraps

def my_decorator(func):

@wraps(func)

def wrapper(*args, **kwargs):

'''''decorator'''

print('Calling decorated function...')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@my_decorator

def example():

"""Docstring"""

print('Called example function')

print(example.__name__, example.__doc__)

執(zhí)行結(jié)果：

('example', 'Docstring')

[Finished in 0.5s]

functionstools.wraps

四、使用 metaclass

元類(metaclass)可以控制類的創(chuàng)建過(guò)程，它主要做三件事：

攔截類的創(chuàng)建

修改類的定義

返回修改后的類

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

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python中单例模式是什么_python中的单例模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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