单例模式

Python中的单例模式

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一、单例模式的概述
单例模式是一种常用的软件设计模式，通俗来说就是希望在系统中某个类的对象只能存在一个。主要有三个要点：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。

二、单例模式优缺点
优点：

1. 实例控制：单例模式会阻止其他对象实例化其终极的单例对象的副本，从而确保所有的对象都访问唯一实例
2. 灵活性：因为类控制了实例化过程，所以类可以实力更改实例化过程

缺点：

1. 开销：虽然数量小，但是如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销
2. 可能的开发混淆：使用单例对象(尤其是类库中定义的对象)时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象
3. 对象生成期：不能解决删除单个对象的问题，在提供内存管理的语言中，只有单例类能够导致单例类出现悬浮引用。

三、单例类的实现方式

1. 实现__new__方法

class Singleton:
    __instance = None
    __is_init = True
    def __new__(cls, *args,  **kwargs):
        if cls.__instance == None:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
        return cls.__instance

    def __init__(self, name):
        if Singleton.__is_init is False:
            Singleton.__is_init = True
            self.name = name


class MyClass(Singleton):
    a=1

解析：
实现__new__方法，然后将类的一个实例绑定到类变量__instance上，如果cls.__instance为None,则该实例没有被实例化过。

2. 使用metaclass的用法

class Singleton:

    def __init__(self, name, bases, dict):
        super(Singleton, self).__init__(name, bases, dict)
        self._instance = None

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self._instance is None:
            self._instance = super(Singleton, self).__call__(*args, **kwargs)
        return self._instance


class MyClass(object, metaclass=Singleton):
    a = 1

解析：
class Singleton中的__init__在Myclass声明的时候被执行Myclass=Singleton()，Myclass()执行时，最先执行父类的__call__方法，根据深度优先算法，会执行Singleton中的__call__方法。

3. 装饰器

class Singleton:
    __instance = None
    __is_init = True
    def __new__(cls, *args,  **kwargs):
        if cls.__instance == None:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
        return cls.__instance

    def __init__(self, name):
        if Singleton.__is_init is False:
            Singleton.__is_init = True
            self.name = name


@singleton
class MyClass(Singleton):
    a=1