python 单例模式
1.定义：确保一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
以上定义虽然只说了一句话，但是包含了以下三点：
- 某个类只能有一个实例
- 它必须创建这个实例
- 它必须自行向整个系统提供这个实例
2.类图
3.单例模式类型
demo1:以下例子看样子没有什么毛病，但是类名本身也是可以实例化的，如obj3 = Foo()，这不符合单例模式的要求。
class Foo:
__instance = None
def __init__(self):
self.ip = '1.2.3.4'
self.port = 3360
self.pwd = '123456'
self.username = 'xxxx'
self.conn_list = [1,2,3,4,5,6,7,8]
@classmethod # 调用类的方法来创建一个单例
def get_connetion(cls):
if cls.__instance:
return cls.__instance
else:
cls.__instance = Foo()
return cls.__instance
obj1 = Foo.get_connetion()
print(obj1)
obj2 = Foo.get_connetion()
print(obj2)
demo2：以下同过__new__来创建一个单例
class Singleton(object):
__instance = None
def __init__(self):
pass
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not Singleton.__instance:
Singleton.__instance = object.__new__(cls,*args, **kwargs)
return Singleton.__instance
obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
if obj1 == obj2:
print('两个是一样的')
else:
print('两个不是一样的')
4.应用场景
需要频繁实例化然后销毁的对象。
创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。
有状态的工具类对象。
频繁访问数据库或文件的对象。
生成全局惟一的序列号
访问全局复用的惟一资源，如磁盘、总线等
单个对象占用的资源过多，如数据库等
系统全局统一管理，如Windows下的Task Manager
网站计数器
5.单例优缺点
优点：
在内存中只有一个对象，节省内存空间。
避免频繁的创建销毁对象，可以提高性能。
可以全局访问。
全局只有一个接入点，可以更好地进行数据同步控制，避免多重占用
缺点：
开销
虽然数量很少，但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。可以通过使用静态初始化解决此问题。
可能的开发混淆
使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用 new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
对象生存期
不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。
6.单例模式注意事项
只能使用单例类提供的方法得到单例对象，不要使用反射，否则将会实例化一个新对象。
不要做断开单例类对象与类中静态引用的危险操作。
多线程使用单例使用共享资源时，注意线程安全问题.
7.实例
Demo1:web界面简单应用
#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
# ########### 单例类定义 ###########
class DbHelper(object):
__instance = None
def __init__(self):
self.hostname = '1.1.1.1'
self.port = 3306
self.password = 'pwd'
self.username = 'root'
@staticmethod
def singleton():
if DbHelper.__instance:
return DbHelper.__instance
else:
DbHelper.__instance = DbHelper()
return DbHelper.__instance
def fetch(self):
# 连接数据库
# 拼接sql语句
# 操作
pass
def create(self):
# 连接数据库
# 拼接sql语句
# 操作
pass
def remove(self):
# 连接数据库
# 拼接sql语句
# 操作
pass
def modify(self):
# 连接数据库
# 拼接sql语句
# 操作
pass
class Handler(object):
def index(self):
obj = DbHelper.singleton()
print id(single)
obj.create()
return 'index'
def news(self):
return 'news'
def RunServer(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
url = environ['PATH_INFO']
temp = url.split('/')[1]
obj = Handler()
is_exist = hasattr(obj, temp)
if is_exist:
func = getattr(obj, temp)
ret = func()
return ret
else:
return '404 not found'
if __name__ == '__main__':
httpd = make_server('', 8001, RunServer)
print "Serving HTTP on port 8001..."
httpd.serve_forever()
Demo2:某中央处理器（CPU）通过某种协议总线与一个信号灯相连，信号灯有64种颜色可以设置，中央处理器上运行着三个线程，都可以对这个信号灯进行控制，并且可以独立设置该信号灯的颜色。抽象掉协议细节（用打印表示），如何实现线程对信号等的控制逻辑。
import threading
import time
class Singleton(object):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, '_instance'):
orig = super(Singleton,cls)
cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._instance
class Bus(Singleton): # 总线
lock = threading.RLock()
def sendData(self, data):
self.lock.acquire()
time.sleep(3)
print('Sending signal Data....', data) # 模拟使用总线
self.lock.release()
class Visit(threading.Thread):
my_bus = ''
name = ''
def getname(self):
return self.name
def setName(self, name):
self.name = name
def run(self):
self.my_bus = Bus()
self.my_bus.sendData(self.name)
if __name__ == '__main__':
for i in range(3):
print("Entity %s begin to run..." %i)
my_entity = Visit()
my_entity.setName("Entity_"+str(i))
my_entity.start()
