python单例模式(Singleton)的实现

关于单例模式,应该是Python初学者在接触到类和对象的时候必须要学习的内容,也是很多面试会问到的问题,网上也有一大把的关于单例模式的实现方法,在此提这个老生常谈的话题,目的是自我的学习笔记而已.

项目开发中遇到一个问题,一个对文件操作I/O的公共类,在许多接口处都有调用,当一个用户访问相关接口实例化此类的同时,其他用户也在对其实例的操作,对同一文件的操作就会很容易产生冲突,因此对于此类情况,最好的方法就是使用单例.

单例是一种设计模式,目的是当在不同地方访问类时使其只有一个实例.
几种常见的单例实现:

装饰器实现单例

1.函数装饰器

def singleton(cls):
    _instance = {}

    def closure():
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls()
        return _instance[cls]
    return closure
    
@singleton
class MyCls:
    def __init__(self):
        pass

>>> a = MyCls()
>>> b = MyCls()
>>> print(id(a) == id(b))
>>> True

2.类装饰器

class Singleton:
    def __init__(self, cls):
        self._cls = cls
        self._instance = {}
    def __call__(self):
        if self._cls not in self._instance:
            self._instance[self._cls] = self._cls()
        return self._instance[self._cls]

@Singleton
class MyCls:
    def __init__(self):
        pass

>>> a = MyCls()
>>> b = MyCls()
>>> print(id(a) == id(b))
>>> True

通过上面的代码,你会发现两种实现方式最终打印的对象内存地址都是一样的,证明是同一个对象无疑.

通过__new__方法实现单例

python中类是通过__new__方法创造实例的,所以只要控制创造实例是唯一的就可以实现单例.

class MyCls:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kw):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(MyCls, cls).__new__(cls, *args, **kw)
        return cls._instance
    

>>> a = MyCls()
>>> b = MyCls()
>>> print(id(a) == id(b))
>>> True

以上代码中,_instance用于存放实例,如果其为None,就创建实例,否则就直接返回已存放的实例

小结

单例其实很好理解,网上的实现方法也都大同小异,项目中需要时选取一种即可,剩下的可以用作面试中的加分项加以理解.