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
python实现单例模式
使用模块实现
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。
mysingleton.py
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class Singleton: def foo(self): print('foo')singleton=Singleton() |
其他文件
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from mysingleton import singletonsingleton.foo() |
装饰器实现
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def singleton(cls): _instance = {} def wraper(*args, **kargs): if cls not in _instance: _instance[cls] = cls(*args, **kargs) return _instance[cls] return wraper@singletonclass A(object): def __init__(self, x=0): self.x = xa1 = A(2)a2 = A(3) |
最终实例化出一个对象并且保存在_instance中，_instance的值也一定是
基于__new__方法实现
当我们实例化一个对象时，是 先执行了类的__new__方法 （我们没写时，默认调用object.__new__）， 实例化对象 ；然后 再执行类的__init__方法 ，对这个对象进行初始化，所有我们可以基于这个，实现单例模式
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class Singleton(): def __new__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(cls,'_instance'): cls._instance=object.__new__(cls) return cls._instanceclass A(Singleton): def __init__(self,x): self.x=xa=A('han')b=A('tao')print(a.x)print(b.x) |
为了保证线程安全需要在内部加入锁
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import threadingclass Singleton(): lock=threading.Lock def __new__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(cls,'_instance'): with cls.lock: if not hasattr(cls, '_instance'): cls._instance=object.__new__(cls) return cls._instanceclass A(Singleton): def __init__(self,x): self.x=xa=A('han')b=A('tao')print(a.x)print(b.x) |
两大注意：
1. 除了模块单例外，其他几种模式的本质都是通过设置中间变量，来判断类是否已经被实例。中间变量的访问和更改存在线程安全的问题：在开启多线程模式的时候需要加锁处理。
2. __new__方法无法避免触发__init__()，初始的成员变量会进行覆盖。 其他方法不会。
PS:下面看下Python单例模式的4种实现方法
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#-*- encoding=utf-8 -*- print '----------------------方法1--------------------------'#方法1,实现__new__方法 #并在将一个类的实例绑定到类变量_instance上, #如果cls._instance为None说明该类还没有实例化过,实例化该类,并返回 #如果cls._instance不为None,直接返回cls._instance class Singleton(object): def __new__(cls, *args, **kw): if not hasattr(cls, '_instance'): orig = super(Singleton, cls) cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kw) return cls._instance class MyClass(Singleton): a = 1one = MyClass() two = MyClass() two.a = 3print one.a #3 #one和two完全相同,可以用id(), ==, is检测 print id(one) #29097904 print id(two) #29097904 print one == two #True print one is two #True print '----------------------方法2--------------------------'#方法2,共享属性;所谓单例就是所有引用(实例、对象)拥有相同的状态(属性)和行为(方法) #同一个类的所有实例天然拥有相同的行为(方法), #只需要保证同一个类的所有实例具有相同的状态(属性)即可 #所有实例共享属性的最简单最直接的方法就是__dict__属性指向(引用)同一个字典(dict) #可参看:http://code.activestate.com/recipes/66531/ class Borg(object): _state = {} def __new__(cls, *args, **kw): ob = super(Borg, cls).__new__(cls, *args, **kw) ob.__dict__ = cls._state return ob class MyClass2(Borg): a = 1one = MyClass2() two = MyClass2() #one和two是两个不同的对象,id, ==, is对比结果可看出 two.a = 3print one.a #3 print id(one) #28873680 print id(two) #28873712 print one == two #False print one is two #False #但是one和two具有相同的（同一个__dict__属性）,见: print id(one.__dict__) #30104000 print id(two.__dict__) #30104000 print '----------------------方法3--------------------------'#方法3:本质上是方法1的升级（或者说高级）版 #使用__metaclass__（元类）的高级python用法 class Singleton2(type): def __init__(cls, name, bases, dict): super(Singleton2, cls).__init__(name, bases, dict) cls._instance = None def __call__(cls, *args, **kw): if cls._instance is None: cls._instance = super(Singleton2, cls).__call__(*args, **kw) return cls._instance class MyClass3(object): __metaclass__ = Singleton2 one = MyClass3() two = MyClass3() two.a = 3print one.a #3 print id(one) #31495472 print id(two) #31495472 print one == two #True print one is two #True print '----------------------方法4--------------------------'#方法4:也是方法1的升级（高级）版本, #使用装饰器(decorator), #这是一种更pythonic,更elegant的方法, #单例类本身根本不知道自己是单例的,因为他本身(自己的代码)并不是单例的 def singleton(cls, *args, **kw): instances = {} def _singleton(): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args, **kw) return instances[cls] return _singleton @singletonclass MyClass4(object): a = 1 def __init__(self, x=0): self.x = x one = MyClass4() two = MyClass4() two.a = 3print one.a #3 print id(one) #29660784 print id(two) #29660784 print one == two #True print one is two #True one.x = 1print one.x #1 print two.x #1 |
总结
以上所述是小编给大家介绍的python实现单例模式方式详解，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对服务器之家网站的支持！
原文链接：http://www.cnblogs.com/hantaozi430/p/8605275.html
