【补充】Python中实现单例模式的六种常见方法

【补充】Python中实现单例模式的六种常见方法

【1】类属性：

class Singleton:
    instance = None
    
    @classmethod
    def getInstance(cls):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = Singleton()
        return cls.instance

• 使用类属性保存实例，通过类方法获取实例。
• 在第一次调用getInstance方法时创建实例，并在后续调用中直接返回该实例。

【2】装饰器：

def singleton(cls):
    instances = {}
    
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]
    
    return wrapper

@singleton
class Singleton:
    pass

• 使用装饰器将原来的类包装成一个新的类，通过闭包和字典保存实例。
• 在每次实例化时，先检查字典中是否已经存在该类的实例，如果不存在才创建实例并返回。

【3】元类：

class SingletonType(type):
    def __init__(cls, name, bases, attrs):
        super(SingletonType, cls).__init__(name, bases, attrs)
        cls.instance = None
    
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super(SingletonType, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls.instance

class Singleton(metaclass=SingletonType):
    pass

• 定义一个元类，在元类的__call__方法中判断实例是否已存在，如果不存在则调用父类的__call__方法来创建并返回实例。

【4】基于__new__方法：

class Singleton(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

• 重写__new__方法，在实例化对象时判断类中是否已有实例，如果没有则调用父类的__new__方法来创建并返回。

【5】基于__init__方法：

class Singleton(object):
    _instance = None
    
    def __init__(self):
        if self._instance is None:
            self._instance = self
        else:
            raise Exception("Singleton instance already exists")

• 在__init__方法中判断是否已有实例，如果没有则将当前实例赋值给类的类属性_instance，否则抛出异常。

【6】基于模块：

# singleton.py
class Singleton:
    pass

singleton_instance = Singleton()

• 将实例化操作放在模块级别，通过导入该模块来获取实例。
• 由于Python模块在运行时只会被导入一次，因此保证了实例的单一性。