Python实现单例的四种方法

一、通过模块调用的方式实现

在python3中，首次导入模块文件时，会在程序目录下的__pycache__目录下生成pyc文件，再次导入时，将直接加载pyc文件。

因此，只需要把相关的函数和数据定义在一个模块中，就可以获得一个单例对象了。

二、使用__new__方法（饿汉式）

# 饿汉式
class HungrySingleton(object):
    
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(HungrySingleton, "__instance"):
            cls.__instance = super(HungrySingleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls.__instance

既然有饿汉式，也会有懒汉式，懒汉式通过类方法来实现。

class LazySingleton(object):

    @classmethod
    def get_instance(cls):
        if not hasattr(LazySingleton, "__instance"):
            cls.__instance = LazySingleton()
        return cls.__instance

但是懒汉式的实现是线程不安全的，多线程的情况下可能会获得不同的单例对象的情况。解决的办法就是加互斥锁，但是会降低效率。

import threading

def synchronized(func):
    func.__lock__ = threading.Lock()

    def lock_func(*args, **kwargs):
        with func.__lock__:
            return func(*args, **kwargs)
    return lock_func

class LazySingleton(object):

    @classmethod
    @synchronized
    def get_instance(cls):
        if not hasattr(LazySingleton, "__instance"):
            cls.__instance = LazySingleton()
        return cls.__instance

三、使用装饰器

# wraps 装饰器修复，不会改变原函数信息
from functools import wraps

# singleton装饰器
def singleton(cls):
    instances = {}

    @wraps(cls)
    def get_instance(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]

    return get_instance

四、使用元类

# 用元类的__call__方法来实现, 元类的__call__方法会在 以这个类为元类的类实例化的时候被调用

def SingletonMetaClass(type):
    
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "__instance"):
            cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls.__instance

class A(metaclass=SingletonMetaClass):
    pass