在python中,我们可以用多种方法来实现单例模式:
- 使用模块
- 使用__new__
- 使用装饰器
- 使用元类(metaclass)
使用模块
其实,python的模块就是天然的单例模式,因为模块在第一次导入时,会生成.pyc文件,当第二次导入时,就会直接加载.pyc文件,而不会再次执行模块代码。因此我们只需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。
# mysingle.py class MySingle:
def foo(self):
pass
sinleton = MySingle()
将上面的代码保存在文件mysingle.py中,然后这样使用:
from mysingle import sinleton
singleton.foo()
使用__new__
为了使类只能出现一个实例,我们可以使用__new__来控制实例的创建过程,代码如下:
class Singleton(object):
def __new__(cls):
# 关键在于这,每一次实例化的时候,我们都只会返回这同一个instance对象
if not hasattr(cls, 'instance'):
cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
return cls.instance
obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
obj1.attr1 = 'value1'
print obj1.attr1, obj2.attr1
print obj1 is obj2
输出结果:
value1 value1
使用装饰器:
我们知道,装饰器可以动态的修改一个类或函数的功能。这里,我们也可以使用装饰器来装饰某个类,使其只能生成一个实例:
instances = {} def getinstance(*args,**kwargs): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args,**kwargs) return instances[cls] return getinstance @singleton class MyClass: a = 1 c1 = MyClass() c2 = MyClass() print(c1 == c2) # True
在上面,我们定义了一个装饰器singleton
,它返回了一个内部函数getinstance
,
该函数会判断某个类是否在字典instances
中,如果不存在,则会将cls
作为 key,cls(*args, **kw)
作为 value 存到instances
中,
否则,直接返回instances[cls]
。
使用metaclass(元类)
元类可以控制类的创建过程,它主要做三件事:
- 拦截类的创建
- 修改类的定义
- 返回修改后的类
使用元类实现单例模式:
class Singleton2(type): def __init__(self, *args, **kwargs): self.__instance = None super(Singleton2,self).__init__(*args, **kwargs) def __call__(self, *args, **kwargs): if self.__instance is None: self.__instance = super(Singleton2,self).__call__(*args, **kwargs) return self.__instance class Foo(object): __metaclass__ = Singleton2 #在代码执行到这里的时候,元类中的__new__方法和__init__方法其实已经被执行了,而不是在Foo实例化的时候执行。且仅会执行一次。 foo1 = Foo() foo2 = Foo() print (Foo.__dict__) #_Singleton__instance': <__main__.Foo object at 0x100c52f10> 存在一个私有属性来保存属性,而不会污染Foo类(其实还是会污染,只是无法直接通过__instance属性访问) print (foo1 is foo2) # True