關於python單例的常用幾種實現方法

python修行路發表於2018-10-11
Python單例

這兩天在看自己之前寫的程式碼，所以正好把用過的東西整理一下，單例模式，在日常的程式碼工作中也是經常被用到，

所以這裡把之前用過的不同方式實現的單例方式整理一下

 

裝飾器的方式

這種方式也是工作中經常用的一種，用起來也比較方便，程式碼實現如下

def Singleton(cls):
    _instance = {}

    def _singleton(*args, **kwargs):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return _instance[cls]

    return _singleton

如果我們工作的一個類需要用單例就通過類似下面的方式實現即可：

@Singleton
class A(object):

    def __init__(self, x):
        self.x = x

我個人還是挺喜歡這種方式的

類的方式實現

這裡其實有一些問題就需要注意了，先看一下可能出現的錯誤程式碼

class Member(object):

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Member, "_instance"):
            Member._instance = Member(*args, **kwargs)
        return Member._instance

乍一看這個類好像已經實現了單例，但是這裡有一個潛在的問題，就是如果是多執行緒的情況，這樣寫就會有問題了，尤其是在當前類的初始化物件裡有一些耗時操作時候

例如下面程式碼：

#! /usr/bin/env python3
# .-*- coding:utf-8 .-*-

import time
import threading
import random


class Member(object):
    
    def __init__(self):
        time.sleep(random.randint(1,3))

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Member, "_instance"):
            Member._instance = Member(*args, **kwargs)
        return Member._instance


def task(arg):
    obj = Member.instance()
    print(obj)

for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=task, args=[i,])
    t.start()

這段程式碼的執行結果會出現例項化了多個物件，導致你寫的單例就沒起到作用

當然自然而然我們會想起加鎖，通過鎖來控制，所以我們將上面程式碼進行更改：

#! /usr/bin/env python3
# .-*- coding:utf-8 .-*-


import time
import threading
import random


class Member(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        i = random.randint(1, 3)
        print(i)
        time.sleep(i)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        with Member._instance_lock:
            if not hasattr(Member, "_instance"):
                Member._instance = Member(*args, **kwargs)
        return Member._instance


def task():
    obj = Member.instance()
    print(obj)

for i in range(5):
    threading.Thread(target=task,).start()

但是上面的程式碼還有一個問題，就是當我們已經例項化過之後每次呼叫instance都會去請求鎖，所以這點並不好，所以我們將這部分程式碼再次更改：

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Member, "_instance"):
            with Member._instance_lock:
                if not hasattr(Member, "_instance"):
                    Member._instance = Member(*args, **kwargs)
        return Member._instance

 

這樣就很好的實現一個可以多執行緒使用的單例

 

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