一、问题:Python中如何实现单例模式

  单例模式指一个类只能实例化一个对象。

二、解决方案:

  所有资料参考于:

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

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

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

  1. 模块

  永远只有一次,这让我下意识想到Python 的模块,因为学习的时候就知道,多次模块导入是无效的,都相当于导入一次,因为模块的导入十分消耗资源,若是重复导入那么太低效了。

  因此可以利用 导入模块中的实例来实现这一目标。

  

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

  2. __new__方法

  这里涉及到类实例化过程,我想,要想做到永远实例化一个对象,换句话说只要这个类实例化后就不再实例化,那么我们必须在Python原有实例化过程中“做点手脚”

  那必要的就得现搞清楚实例化的具体过程。

  首先:Foo类的类型是type,Foo 类 也是一个对象,实例化加括号即调用 __call__方法,而type 就是 Python 内置的元类,通过type类生成Foo类,

  

class Foo:
def __init__(self):
print('hello world')
item = Foo()
print(type(Foo),type(item))
#<class 'type'> <class '__main__.Foo'>

  然后

  • Foo(*args, **kwargs)等价于Foo.__call__(*args, **kwargs)
  • 既然Foo是一个type的实例,Foo.__call__(*args, **kwargs)实际调用的是type.__call__(Foo, *args, **kwargs)
  • type.__call__(Foo, *args, **kwargs)调用type.__new__(Foo, *args, **kwargs),然后返回一个对象。
  • obj随后通过调用obj.__init__(*args, **kwargs)被初始化。
  • obj被返回。

可见,__new__() 方法是创建对象,__init__() 是初始化,若要解决我们的问题,应该在 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. 装饰器

  使用装饰器应该也很方便,

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 函数 可以保证传入的类的属性不变,

  4. 元类(metaclass)

str是用来创建字符串对象的类,而int是用来创建整数对象的类,type 是type就是创建类对象的类,元类在API的定义中会有很大用处,具体内容在https://www.cnblogs.com/tkqasn/p/6524879.html讲得很清楚
Django的ORM 就是大量使用元类,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

三、挖坑

相关知识点:元类的使用以后研究

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