【精通Python单例模式】：高手进阶必读

前言

在软件开发中，单例模式是一种常用的设计模式。它的作用是确保一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。这种模式可以避免创建过多的对象，从而节省系统资源

适用场景

单例模式适用于需要共享对象的场景。下面是一些适合使用单例模式的场景

• 配置信息
  在一个程序中，通常需要读取一些配置信息，比如数据库连接信息、API密钥等。为了避免多次读取和解析配置文件，可以将配置信息存储在一个单例类中。这样，在程序运行时，只需要创建一个实例并共享它，就可以方便地访问配置信息。
• 数据库连接池
  在一个多线程的程序中，通常需要使用数据库连接。为了避免创建过多的数据库连接，可以使用单例模式来创建一个全局的数据库连接池，并在需要时共享它
• 计数器
  在一个并发程序中，通常需要计数器来统计某些事件的发生次数。为了避免竞争条件，可以使用单例模式来创建一个全局的计数器，并在需要时共享它

实现

普通实现

class Singleton:
    __instance = None  # 类属性，用于保存唯一的实例

    def __new__(self):
        if self.__instance is None:
            self.__instance = object.__new__(self)

        return self.__instance


s1 = Singleton()
s2 = Singleton()

print(s1)
print(s2)

执行结果

<__main__.Singleton object at 0x105149550>
<__main__.Singleton object at 0x105149550>

上面实现了单例，但是如果一个应用程序用到的单例类还挺多，那每个类都来这么操作一遍也比较麻烦，能不能规定一下类的创建规则，使用类改规则的类就是一个单例对象

元类方式解决

元类是一种特殊的Python类，它可以用来创建其他类。使用元类可以将一个类转换为单例模式，后面我们会介绍元类

class Singleton(type):
    _instances = {}

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = object.__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]


class MyClass(metaclass=Singleton):
    pass


class MyClass2(metaclass=Singleton):
    pass


c1 = MyClass()
c2 = MyClass()
c3 = MyClass2()
c4 = MyClass2()

print(c1)
print(c2)
print(c3)
print(c4)

运行结果