python单例模式的多种实现方法

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niminba   2021-5-23 03:27   1475   0

前言

单例模式(Singleton Pattern),是一种软件设计模式,是类只能实例化一个对象,

目的是便于外界的访问,节约系统资源,如果希望系统中 只有一个对象可以访问,就用单例模式,

显然单例模式的要点有三个;一是某个类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例;三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

在 Python 中,我们可以用多种方法来实现单例模式:

  • 使用模块
  • 使用 __new__
  • 使用装饰器(decorator)
  • 使用元类(metaclass)

概念

简单说,单例模式(也叫单件模式)的作用就是保证在整个应用程序的生命周期中,任何一个时刻,单例类的实例都只存在一个(当然也可以不存在)

例子:

一台计算机上可以连好几个打印机,但是这个计算机上的打印程序只能有一个,这里就可以通过单例模式来避免两个打印作业同时输出到打印机中,即在整个的打印过程中我只有一个打印程序的实例。

super(B, self).__init__()是这样理解的:super(B, self)首先找到B的父类(就是类A),然后把类B的对象self转换为类A的对象(通过某种方式,一直没有考究是什么方式,惭愧),然后“被转换”的类A对象调用自己的__init__函数。考虑到super中只有指明子类的机制,因此,在多继承的类定义中,通常我们保留使用类似代码段1的方法。

1. super并不是一个函数,是一个类名,形如super(B, self)事实上调用了super类的初始化函数,
产生了一个super对象;

2. super类的初始化函数并没有做什么特殊的操作,只是简单记录了类类型和具体实例;

3. super(B, self).func的调用并不是用于调用当前类的父类的func函数;

4. Python的多继承类是通过mro的方式来保证各个父类的函数被逐一调用,而且保证每个父类函数
只调用一次(如果每个类都使用super);

5. 混用super类和非绑定的函数是一个危险行为,这可能导致应该调用的父类函数没有调用或者一
个父类函数被调用多次。

__new__: 对象的创建,是一个静态方法,第一个参数是cls。(想想也是,不可能是self,对象还没创建,哪来的self)

__init__ : 对象的初始化, 是一个实例方法,第一个参数是self。

__new__方法在类定义中不是必须写的,如果没定义,默认会调用object.__new__去创建一个对象。如果定义了,就是override,可以custom创建对象的行为。

聪明的读者可能想到,既然__new__可以custom对象的创建,那我在这里做一下手脚,每次创建对象都返回同一个,那不就是单例模式了吗?没错,就是这样。可以观摩《飘逸的python - 单例模式乱弹》

定义单例模式时,因为自定义的__new__重载了父类的__new__,所以要自己显式调用父类的__new__,即object.__new__(cls, *args, **kwargs),或者用super()。,不然就不是extend原来的实例了,而是替换原来的实例。

代码

import threading
class Signleton(object):
  def __init__(self):
    print("__init__ method called")
  def __new__(cls):
    print("__new__ method called")
    mutex=threading.Lock()
    mutex.acquire() # 上锁,防止多线程下出问题
    if not hasattr(cls, 'instance'):
      cls.instance = super(LogSignleton, cls).__new__(cls)
    mutex.release()
    return cls.instance 
if __name__ == '__main__':
obj = Signleton()

输出结果:

>>> ================================ RESTART ================================
>>>
__new__ method called
__init__ method called
>>> 

说明

1.从输出结果来看,最先调用 __new__ 方法,然后调用__init__方法

2. __new__ 通常用于控制生成一个新实例的过程,它是类级别的方法。

3. __init__ 通常用于初始化一个新实例,控制这个初始化的过程,比如添加一些属性,做一些额外的操作,发生在类实例被创建完以后。它是实例级别的方法。

方法1

__new__ 在__init__初始化前,就已经实例化对象,可以利用这个方法实现单例模式。

print '----------------------方法1--------------------------' 
#方法1,实现__new__方法 
#并在将一个类的实例绑定到类变量_instance上, 
#如果cls._instance为None说G66fc#G&K
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