單例模式

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實例存在。當希望在整個系統中，某個類只能出現一個實例時，單例對象就能派上用場。

比如，某個伺服器程式的配置信息存放在一個文件中，客戶端通過一個 AppConfig 的類來讀取配置文件的信息。如果在程式運行期間，有很多地方都需要使用配置文件的內容，也就是說，很多地方都需要創建 AppConfig 對象的實例，這就導致系統中存在多個 AppConfig 的實例對象，而這樣會嚴重浪費記憶體資源，尤其是在配置文件內容很多的情況下。事實上，類似 AppConfig 這樣的類，我們希望在程式運行期間只存在一個實例對象

python實現單例模式

使用模塊實現

Python 的模塊就是天然的單例模式，因為模塊在第一次導入時，會生成 .pyc 文件，當第二次導入時，就會直接載入 .pyc 文件，而不會再次執行模塊代碼。因此，我們只需把相關的函數和數據定義在一個模塊中，就可以獲得一個單例對象了。

 mysingleton.py

class Singleton:
    def foo(self):
        print('foo')

singleton=Singleton()

其他文件

from mysingleton import singleton

singleton.foo()

裝飾器實現

def singleton(cls):
    _instance = {}
    def wraper(*args, **kargs):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args, **kargs)
        return _instance[cls]

    return wraper

@singleton
class A(object):
    def __init__(self, x=0):
        self.x = x


a1 = A(2)
a2 = A(3)

最終實例化出一個對象並且保存在_instance中，_instance的值也一定是

基於__new__方法實現

當我們實例化一個對象時，是先執行了類的__new__方法（我們沒寫時，預設調用object.__new__），實例化對象；然後再執行類的__init__方法，對這個對象進行初始化，所有我們可以基於這個，實現單例模式

class Singleton():
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls,'_instance'):
            cls._instance=object.__new__(cls)
        return cls._instance

class A(Singleton):
    def __init__(self,x):
        self.x=x

a=A('han')
b=A('tao')
print(a.x)
print(b.x)

為了保證線程安全需要在內部加入鎖

import threading

class 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._instance

class A(Singleton):
    def __init__(self,x):
        self.x=x

a=A('han')
b=A('tao')
print(a.x)
print(b.x)

 兩大註意：

1. 除了模塊單例外，其他幾種模式的本質都是通過設置中間變數，來判斷類是否已經被實例。中間變數的訪問和更改存線上程安全的問題：在開啟多線程模式的時候需要加鎖處理。

2. __new__方法無法避免觸發__init__()，初始的成員變數會進行覆蓋。其他方法不會。