Python - 单列模式

1.什么叫单列模式？

　　　　首先说一下，我们操作window系统时最常用的可视化单列模式的案列 应该就是 “任务管理器”；

　　　　我们第一次打开任务管理器后（不关闭的情况下），不管我们再次打开多少次任务管理器，实际进入的还是第一次打开未关闭的任务管理器。

　　　　当然也有其他例子：

　　　　Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。

　　　　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。

　　　　单例模式提供了一个类只有一个特定类型的对象的机制。

　　

　　优点：

　　　　1.在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。

　　　　2.避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

　　缺点：

　　　　没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

 

2.实现单列模式的设计

　　　　2.1 使用模块导入的方式

　　　　　　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：

　　　　首先创建demo.py 代码如下：

class Test(object):
    def testSingleton(self):
        pass


obj = Test()

　　　　用模块导入的方法直接导入obj这对象

from demo import obj

a = obj
b = obj

print(a)
print(b)

　　　　输出结果：<demo1.Test object at 0x00000154F3FFBB00>

　　　　　　　　　<demo1.Test object at 0x00000154F3FFBB00>

 

　　　　2.2 基于__new__魔术方法实现（推荐此方法，方便）

class Test(object):
    # __new__魔术方法，类似__init__方法，比__init__方法还先执行
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # hasattr方法判断cls这个对象是否有instance这个属性，如果没有就执行if下的语句，有则跳过
        # 每一个实力化后的类都会有一个instance属性，这里不用纠结“instance怎么来的，为什么会有instance”这种问题
        if not hasattr(cls, 'instance'):
            cls.instance = super().__new__(cls)
        return cls.instance
# 把上面的代码理解为一个固定公式就行！实现单列模式的公式!


obj1 = Test()
obj2 = Test()
print(obj1)
print(obj2)

　　　　输出结果：<__main__.Test object at 0x00000236D348BB38>

　　　　　　　　　　<__main__.Test object at 0x00000236D348BB38>

 

　　　　2.3 使用类

 

class Singleton(object):

    @classmethod
    def get_instance(cls, *args, **kwargs):
        # 利用反射,看看这个类有没有instance属性
        if not hasattr(Singleton, 'instance'):
            Singleton.instance = Singleton(*args, **kwargs)

        return Singleton.instance


s1 = Singleton()  # 使用这种方式创建实例的时候,并不能保证单例
s2 = Singleton()  # 只有使用这种方式创建的时候才可以实现单例
s3 = Singleton.get_instance()
s4 = Singleton.get_instance()

print(s1)
print(s2)
print(s3)
print(s4)

 

 

 

 

其实还有其他方法实现，但是我们只要熟练掌握两三种，就基本够用了，对初学者而言。