python如何实现单例模式
单例模式
单例模式(SingletonPattern)是一种常用的软件设计模式,该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中,某个类只能出现一个实例时,单例对象就能派上用场。
比如,某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中,客户端通过一个AppConfig的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间,有很多地方都需要使用配置文件的内容,也就是说,很多地方都需要创建AppConfig对象的实例,这就导致系统中存在多个AppConfig的实例对象,而这样会严重浪费内存资源,尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上,类似AppConfig这样的类,我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。
在Python中,我们可以用多种方法来实现单例模式:1。使用模块
其实,Python的模块就是天然的单例模式,因为模块在第一次导入时,会生成。pyc文件,当第二次导入时,就会直接加载。pyc文件,而不会再次执行模块代码。因此,我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中,就可以获得一个单例对象了。如果我们真的想要一个单例类,可以考虑这样做:mysingleton。pyclassMySingleton(object):deffoo(self):passmysingletonMySingleton()
将上面的代码保存在文件mysingleton。py中,然后这样使用:frommysingletonimportmysingletonmysingleton。foo()2。使用newCreateyourtestshere。classSingleton:definit(self,name):self。namenamedefnew(cls,args,kw):ifnothasattr(cls,instance):origsuper(Singleton,cls)cls。instanceorig。new(cls)returncls。instanceoneSingleton(aa)twoSingleton(bb)print(one。name)print(one。name)two。a3print(one。a)one和two完全相同,可以用id(),,is检测print(id(one))print(id(two))print(onetwo)print(oneistwo)bbbb3140262441189328140262441189328TrueTrue
加上锁importtimeimportthreadingclassSingleton(object):instancelockthreading。Lock()definit(self):time。sleep(1)print(self)defnew(cls,args,kwargs):withcls。instancelock:ifnothasattr(Singleton,instance):Singleton。instanceobject。new(cls)returnSingleton。instancedeftask():objSingleton()foriinrange(10):tthreading。Thread(targettask)t。start()3。利用类实现单例模式:
不能支持多线程的单例模式classSingleton(object):classmethoddefinstance(cls,args,kwargs):ifnothasattr(Singleton,instance):Singleton。instanceSingleton()returnSingleton。instanceaSingleton。instance()bSingleton。instance()print(ab)True
但是我们加上多线程试试importtimeclassSingleton(object):definit(self):time。sleep(1)classmethoddefinstance(cls,args,kwargs):ifnothasattr(Singleton,instance):Singleton。instanceSingleton()returnSingleton。instanceaSingleton。instance()bSingleton。instance()print(ab)importthreadingdeftask():objSingleton。instance()print(obj)foriinrange(10):tthreading。Thread(targettask)t。start()main。Singletonobjectat0x0000022E579C6E80main。Singletonobjectat0x0000022E579AB898main。Singletonobjectat0x0000022E579EC6A0main。Singletonobjectat0x0000022E579DB1D0main。Singletonobjectat0x0000022E579EC5C0main。Singletonobjectat0x0000022E579D1FD0main。Singletonobjectat0x0000022E579D9C50main。Singletonobjectat0x0000022E579C6F60main。Singletonobjectat0x0000022E579D1EB8main。Singletonobjectat0x0000022E579DB2B0
解决上面存在的问题,实现支持多线程的单列模式:importtimeimportthreadingclassSingleton(object):instancelockthreading。Lock()definit(self):time。sleep(1)classmethoddefinstance(cls,args,kwargs):withcls。instancelock:ifnothasattr(Singleton,instance):Singleton。instanceSingleton()returnSingleton。instancedeftask():objSingleton。instance()print(obj)foriinrange(10):tthreading。Thread(targettask)t。start()main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990main。Singletonobjectat0x7fd2ff82d990
创建实例只能调用Singleton。instance()来调用,不能用Singleton()来实现四、基于metaclass方式实现
如果不清楚元类可以参考这一篇文章:python元类的介绍importthreadingclassSingleton(type):instancelockthreading。Lock()defcall(cls,args,kwargs):withcls。instancelock:ifnothasattr(cls,instance):cls。instancesuper(Singleton,cls)。call(args,kwargs)returncls。instanceclassFoo(metaclassSingleton):definit(self,name):self。namenameobj1Foo(name)obj2Foo(name)print(obj1,obj2)