Django 知識補漏單例模式

單例模式：（說白了就是）創建一個類的實例。在 Python 中，我們可以用多種方法來實現單例模式：

1、文件導入的形式（常用）

s1.py

class Foo(object):
    def test(self):
        print("123")

v = Foo()
#v是Foo的實例

s2.py

複製代碼
from s1 import v as v1
print(v1,id(v1))  
from s1 import v as v2
print(v1,id(v2))   

# 文件載入的時候，第一次導入後，會生成 .pyc 文件，當第二次導入時，就會直接載入 .pyc 文件，再次導入時不會再重新載入。
# 兩個的記憶體地址是一樣的

2、基於類實現的單例模式

# ======================單例模式：無法支持多線程情況===============

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        import time
        time.sleep(1)

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

import threading

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

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

# ====================單例模式：支持多線程情況================、

import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:   #為了保證線程安全在內部加鎖
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)
# 使用先說明，以後用單例模式，obj = Singleton.instance()
# 示例：
# obj1 = Singleton.instance()
# obj2 = Singleton.instance()
# print(obj1,obj2)
# 錯誤示例
# obj1 = Singleton()
# obj2 = Singleton()
# print(obj1,obj2)

3、基於__new__實現的單例模式（最常用 推薦使用，方便）

# =============單線程下執行===============
import threading
class Singleton(object):

    _instance_lock = threading.Lock()
    def __init__(self):
        pass

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    # 類加括弧就回去執行__new__方法，__new__方法會創建一個類實例：Singleton()
                    Singleton._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)  # 繼承object類的__new__方法，類去調用方法，說明是函數，要手動傳cls
        return Singleton._instance  #obj1
        #類加括弧就會先去執行__new__方法，在執行__init__方法
# obj1 = Singleton()
# obj2 = Singleton()
# print(obj1,obj2)

# ===========多線程執行單利============
def task(arg):
    obj = Singleton()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
# 使用先說明，以後用單例模式，obj = Singleton()
# 示例
# obj1 = Singleton()
# obj2 = Singleton()
# print(obj1,obj2)

4、基於metaclass(元類)實現的單例模式

"""

1.對象是類創建，創建對象時候類的__init__方法自動執行，對象()執行類的 __call__ 方法
2.類是type創建，創建類時候type的__init__方法自動執行，類() 執行type的 __call__方法(類的__new__方法,類的__init__方法)

# 第0步: 執行type的 __init__ 方法【類是type的對象】
class Foo:
    def __init__(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        pass

# 第1步: 執行type的 __call__ 方法
#        1.1  調用 Foo類（是type的對象）的 __new__方法，用於創建對象。
#        1.2  調用 Foo類（是type的對象）的 __init__方法，用於對對象初始化。
obj = Foo()
# 第2步：執行Foo的 __call__ 方法
obj()
"""

# ===========類的執行流程================
class SingletonType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print(self)  #會不會列印？  #<class '__main__.Foo'>
        super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):  #cls = Foo
        obj = cls.__new__(cls, *args, **kwargs)
        obj.__init__(*args, **kwargs)
        return obj


class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)
'''
    1、對象是類創建的，創建對象時類的__init__方法會自動執行，對象（）執行類的__call__方法
    2、類是type創建的，創建類時候type類的__init__方法會自動執行，類（）會先執行type的__call__方法（調用類的__new__，__init__方法）
    Foo 這個類是由SingletonType這個類創建的
'''
obj = Foo("hiayan")


# ============第三種方式實現單例模式=================
import threading

class SingletonType(type):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "_instance"):
            with SingletonType._instance_lock:
                if not hasattr(cls, "_instance"):
                    cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name


obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)

簡單總結

1. 單例只有一個實例

2. 靜態方法、靜態欄位

3. 所有封裝數據都一樣時用單例模式

靜態方法：無法訪問類屬性、實例屬性，相當於一個相對獨立的方法，跟類其實沒什麼關係，換個角度來講，其實就是放在一個類的作用域里的函數而已。

類成員方法：可以訪問類屬性，無法訪問實例屬性。在類里是類變數，在實例中又是實例變數，所以容易混淆。