python设计模式之单例模式你了解多少

单例模式

概念

单例模式：“保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的在这里插入代码片全局访问点。
单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
单例模式应用的场景一般发现在以下条件下：
（1）资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。如上述中的日志文件，应用配置。
（2）控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。

单例模式使用场景

- Web应用的配置对象的读取
- Windows的Task Manager（任务管理器）
- 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步
- 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加
- 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源
- 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
-

python实现单例模式 

函数装饰器实现单例

def singleton(class_):
instances = {)
def get_instance(*args, **kwargs):
if class_ not in instances:
instances[class_] = class_(*argx, **kwargs)
return instances[class_]
reyurn get_instance
@singleton
class Cls(object):
   def __init__(self):
       pass
cls1 = Cls()
cls2 = Cls()
print(id(cls1) == id(cls2))

输出结果：

True

instances = {)

使用不可变的类地址作为键，其实例作为值，每次创造实例时，首先查看该类是否存在实例，存在的话直接返回该实例即可，否则新建一个实例并存放在字典中。

使用模块 （常用）实现单例

作为python的模块是天然的单例模式

# mysingleton.py
class My_Singleton(object):
   def foo(self):
       pass
my_singleton = My_Singleton()
# to use
from mysingleton import my_singleton
my_singleton.foo()

基于__new__实现的单例模式（最常用）

类(class)通过方法 new 创造了实例(instance)

class Single(object):
   _instance = None
   def __new__(cls, *args, **kw):
       if cls._instance is None:
           orig = super(Single, cls)
           cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kw)
       return cls._instance
   def __init__(self):
       pass
single1 = Single()
single2 = Single()
print(id(single1) == id(single2))

如果 _instance 为 None，则新建实例，否则直接返回 _instance 存放的实例。

使用 metaclass 实现单例模式

元类(metaclass) 可以通过方法 metaclass 创造了类(class)

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]
class Cls4(metaclass=Singleton):
   pass
cls1 = Cls4()
cls2 = Cls4()
print(id(cls1) == id(cls2))

我们将 metaclass 指向 Singleton 类，让 Singleton 中的 type 来创造新的 Cls4 实例

web应用配置文件单例实现

def singleton(class_):
   instances = {}
   def getinstance(*args, **kwargs):
       if class_ not in instances:
           instances[class_] = class_(*args, **kwargs)
       return instances[class_]
   return getinstance
@singleton
class Config(dict):
   """
   配置文件类  单例模式
   """
   def __init__(self):
       self.__can_import = True
       self.__init_default()
       dict.__init__(self)
   def __init_default(self):
       self['debug'] = False
       self['autoreload'] = True
   @property
   def can_import(self):
       return self.__can_import
   def import_dict(self, **kwargs):
       if self.__can_import:
           for k, v in kwargs.items():
               self[k] = v
           self.__can_import = False
       else:
           raise Exception('ConfigImportError')
   def clear(self):
       self.__can_import = True
       dict.clear(self)
       self.__init_default()

来源：https://blog.csdn.net/qq_40861391/article/details/123241435