Python【知识点】单例模式
单例模式
单例模式（Singleton Pattern）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。
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
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：
#tests1.py class MyClass(object): def foo(self): print('MyClass.foo') my_class_obj=MyClass()
将上面的代码保存在文件 tests1.py 中，然后这样使用：
from .tests1 import my_class_obj my_class_obj.foo()
使用__new__
为了使类只能出现一个实例，我们可以使用 __new__ 来控制实例的创建过程，代码如下：
class single_instance(object): __instance=None def __init__(self): pass def __new__(cls, *args, **kwargs): if cls.__instance==None: cls.__instance=object.__new__(cls,*args,**kwargs) return cls.__instance a=single_instance() b=single_instance() print(a) print(b)
在上面的代码中，我们将类的实例和一个类变量 _instance 关联起来，如果 cls._instance 为 None 则创建实例，否则直接返回 cls._instance。
输出结果如下：
<__main__.singleton object at 0x0000016D5191D320> <__main__.singleton object at 0x0000016D5191D320>
使用装饰器
我们知道，装饰器（decorator）可以动态地修改一个类或函数的功能。这里，我们也可以使用装饰器来装饰某个类，使其只能生成一个实例，代码如下：
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
在上面，我们定义了一个装饰器 singleton，它返回了一个内部函数 getinstance，该函数会判断某个类是否在字典 instances 中，如果不存在，则会将 cls 作为 key，cls(*args, **kw) 作为 value 存到 instances 中，否则，直接返回 instances[cls]。
使用metaclass
元类（metaclass）可以控制类的创建过程，它主要做三件事：
- 拦截类的创建
- 修改类的定义
- 返回修改后的类
使用元类实现单例模式的代码如下：
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
总结：
单例模式的优缺点：
优点：
一、实例控制
