python __new__方法与单例模式
- 1、new()至少要有一个参数cls,代表当前类,此参数在实例时由python解释器自动识别,
- 2、new()必须要有返回值,返回实例化出来的实例,这点在自己实现__new__时要特别注意,可以 return父类new出来的实例, 如:return super().new(cls),或者直接return object.new(cls)
- 3、init有一个参数self,就是这个__new__()方法返回的实例, 可以完成一些其它初始化的动作,init不需要返回值(有返回值就会报错)
- 4、如果__new__()创建的是当前类的实例,会自动调用__init__()函数, 通过return语句里面调用的__new__(cls)函数的第一个参数是cls来保证是当前类实例, 如果是其他类的类名,那么实际创建返回的就是其他类的实例,其实就不会调用当前类的__init__()函数,也不会调用其他类的__init__()函数。
class A(object):
def __init__(self):
print('这是init方法:',self)
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('这是cls类本身的ID:',id(cls))
print('这是new方法:',object.__new__(cls))
# print('这是new方法:',super().__new__(cls)) # 跟上面那句本质一样,都是调用父类的new方法
return object.__new__(cls)
A()
print('这是A类的ID:',id(A))
'''输出结果如下:
这是cls类本身的ID: 2790056212288
这是new方法: <__main__.A object at 0x000002899CB281C0>
这是init方法: <__main__.A object at 0x000002899CB281C0>
这是A类的ID: 2790056212288
'''
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。
比如,某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中,客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间,有很多地方都需要使用配置文件的内容,也就是说,很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例,这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象,而这样会严重浪费内存资源,尤其是在配置文件内容很多的情况下。
事实上,类似 AppConfig 这样的类,我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。
实现单例模式:
- 使用模块
- 使用装饰器
- 使用类
- 基于 new 方法实现
- 基于 metaclass 方式实现
1、使用模块
Python 的模块就是天然的单例模式
2、使用装饰器
def singleton(cls):
_instance = dict()
def _singleton(*args, **kwargs):
if cls not in _instance:
_instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
return _instance[cls]
return _singleton
@singleton
class A(object):
a = 1
def __init__(self, x=0):
self.x = x
a1 = A(2)
print(a1)
a2 = A(3)
print(a2)
print(a1 is a2)
3、使用类
- 多线程单例模式
import time
import threading
class Singleton(object):
_instance_lock = threading.Lock()
def __init__(self):
time.sleep(1)
@classmethod
def instance(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
with Singleton._instance_lock:
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
return Singleton._instance
def task(arg):
obj = Singleton.instance()
print(obj)
for i in range(10):
t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)
4、基于 new 方法实现
class Singleton(object):
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls._instance:
cls._instance = object.__new__(cls)
return cls._instance
import threading
class Singleton(object):
_instance_lock = threading.Lock()
def __init__(self):
pass
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
with Singleton._instance_lock:
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
Singleton._instance = object.__new__(cls)
return Singleton._instance
obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1,obj2)
def task(arg):
obj = Singleton()
print(obj)
for i in range(10):
t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
t.start()
基于 metaclass 方式实现
import threading
class SingletonType(type):
_instance_lock = threading.Lock()
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, "_instance"):
with SingletonType._instance_lock:
if not hasattr(cls, "_instance"):
cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
return cls._instance
class Foo(metaclass=SingletonType):
def __init__(self,name):
self.name = name
obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)
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