python單例模式

1、單元模式使用場景

單例模式（Singleton Pattern）是一種常用的軟體設計模式，該模式的主要目的是確保某一個類只有一個例項存在。當你希望在整個系統中，某個類只能出現一個例項時，單例物件就能派上用場。

比如，某個伺服器程式的配置資訊存放在一個檔案中，客戶端通過一個 AppConfig 的類來讀取配置檔案的資訊。如果在程式執行期間，有很多地方都需要使用配置檔案的內容，也就是說，很多地方都需要建立 AppConfig 物件的例項，這就導致系統中存在多個 AppConfig 的例項物件，而這樣會嚴重浪費記憶體資源，尤其是在配置檔案內容很多的情況下。事實上，類似 AppConfig 這樣的類，我們希望在程式執行期間只存在一個例項物件。

2、程式碼實現模式

2.1、基於__new__實現

當我們例項化一個物件時，是先執行了類的__new__方法，例項化物件；然後再執行類的__init__方法，對這個物件進行初始化，所有我們可以基於這個，實現單例模式

import threading


class Singleton(object):
    instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls)
        return cls.instance


def test():
    single = Singleton()
    print(single)


for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=test)
    t.start()
    
## 輸出
<__main__.Singleton object at 0x000001F0CEB17550>
<__min__.Singleton object at 0x000001F0CEB17550>
<__main__.Singleton object at 0x000001F0CEB17550>
<__main__.Singleton object at 0x000001F0CEB17550>
<__main__.Singleton object at 0x000001F0CEB17550>

可以看出，單例模式下，每個類的例項化以後，id值都一樣的，說明呼叫的都是同一個物件

2.2、基於裝飾器實現

import threading


def singleton(cls):
    instances = {}

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

    return _singleton


@singleton
def test(a, b):
    return None


def test1():
    print(test)


for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=test1)
    t.start()
### 輸出：
<function singleton.<locals>._singleton at 0x0000015173D7B9D8>
<function singleton.<locals>._singleton at 0x0000015173D7B9D8>
<function singleton.<locals>._singleton at 0x0000015173D7B9D8>
<function singleton.<locals>._singleton at 0x0000015173D7B9D8>
<function singleton.<locals>._singleton at 0x0000015173D7B9D8>

參考

Python中的單例模式的幾種實現方式的及優化