Python單例模式中的4種方式

来源:https://www.cnblogs.com/python960410445/archive/2020/04/20/12740772.html
-Advertisement-
Play Games

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。當你希望在整個系統中，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 ...


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。當你希望在整個系統中，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。

在 Python 中，我們可以用多種方法來實現單例模式：

1.使用模塊

可以參考自定義增刪改查組件site對象，很明顯的單利模式

其實，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。如果我們真的想要一個單例類，可以考慮這樣做：

# mysingleton.py
class My_Singleton(object):
    def foo(self):
        pass
 
my_singleton = My_Singleton()

將上面的代碼保存在文件 mysingleton.py 中，然後這樣使用：

from mysingleton import my_singleton
 
my_singleton.foo()

2.使用 new

from django.test import TestCase

# Create your tests here.
class Singleton:
    def __init__(self,name):
        self.name=name

    def __new__(cls, *args, **kw):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            orig = super(Singleton, cls)
            cls._instance = orig.__new__(cls)
        return cls._instance

one = Singleton('aa')
two = Singleton('bb')
print(one.name)
print(one.name)



two.a = 3
print(one.a)
# one和two完全相同,可以用id(), ==, is檢測
print(id(one))
print(id(two))
print(one == two)
print(one is two)

加上鎖

import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __init__(self):
        time.sleep(1)
        print(self)


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



def task():
    obj = Singleton()

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

3.利用類實現單例模式：

a.不能支持多線程的單例模式

class Singleton(object):

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


a=Singleton.instance()
b=Singleton.instance()
print(a==b)#True

但是我們加上多線程試試

import time
class Singleton(object):
    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls,*args,**kwargs):
        if not  hasattr(Singleton,'_instance'):

            Singleton._instance=Singleton()
        return Singleton._instance


# a=Singleton.instance()
# b=Singleton.instance()
# print(a==b)
import threading
def task():

    obj = Singleton.instance()
    print(obj)


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

結果:

D:\virtualenv\envs\vuedjango\Scripts\python.exe D:/test/flaskTest/flaskpro3/單例模式/類.py
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579C6E80>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579AB898>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579EC6A0>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579DB1D0>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579EC5C0>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579D1FD0>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579D9C50>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579C6F60>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579D1EB8>
<__main__.Singleton object at 0x0000022E579DB2B0>

Process finished with exit code 0

b.解決上面存在的問題，實現支持多線程的單列模式:

'''
遇到問題沒人解答？小編創建了一個Python學習交流QQ群：579817333 
尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯的視頻學習教程和PDF電子書！
'''
import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __init__(self):

        time.sleep(1)

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

def task():

    obj = Singleton.instance()
    print(obj)


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

結果:

D:\virtualenv\envs\vuedjango\Scripts\python.exe D:/test/flaskTest/flaskpro3/單例模式/類.py
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>
<__main__.Singleton object at 0x000001BADB56F320>

Process finished with exit code 0

問題:

創建實例只能調用Singleton.instance()來調用,不能用Singleton()來實現

四、基於metaclass方式實現

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Foodef __call__ 方法
obj()

class SingletonType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print(1)
        super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print(2)
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)
        return obj

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        print(4)
        self.name = name
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(3)
        return object.__new__(cls)

obj1 = Foo('name')

實現單例

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


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


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

您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • C 實戰練習題目6
    題目：用*號輸出字母C的圖案。 程式分析：可先用'*'號在紙上寫出字母C，再分行輸出。 程式源代碼： 1 #include "stdio.h" 2 int main() 3 { 4 printf("用 * 號輸出字母 C!\n"); 5 printf(" ****\n"); 6 printf(" * ...
  • #內置模塊# *01* datetime
    datetime.date()方法 用法：targetDay = datetime.date(year, month, day)，傳入年月日，返回一個date類型的時間 date類型的對象的方法 1. targetDay.year # 返回targetDay年份 2. targetDay.month ...
  • 定位new表達式與顯式調用析構函數
    C++的核心理念之一是RAII，Resource Acquisition Is Initialization，資源獲取即初始化。資源有很多種，記憶體、互斥鎖、文件、套接字等；RAII可以用來實現一種與作用域綁定的資源管理方法（如 ）；這些都不在本文的討論範圍之內。 記憶體是一種資源。從字面上來看，“資源 ...
  • 2020python作業——scoket編程（一）
    @2020-4-20 作業： 1、編寫遠程執行命令的CS架構軟體 # 服務端 # _*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'cc' from socket import * import subprocess ip_port = ('127.0.0.1', 1080) buf ...
  • JAVA 必須掌握技能-Java 知識結構圖
    Java初學者有必要來一張JAVA知識結構圖，首先知道總體有哪些知識分類，進而繼續更細化各個知識。 來一起細品吧！ ...
  • 驚呆了，Servlet Filter和Spring MVC Interceptor的實現居然這麼簡單
    前言 創建型：單例模式，工廠模式，建造者模式，原型模式 結構型：橋接模式，代理模式，裝飾器模式，適配器模式，門面模式，組合模式，享元模式 行為型：觀察者模式，模板模式，策略模式，責任鏈模式，狀態模式，迭代器模式，訪問者模式 介紹 在工作中，我們經常要和Servlet Filter，Spring MV ...
  • Python練習題4.16判斷是否構成三角形
    輸入三角形的三邊，判斷是否能構成三角形。若能構成輸出yes，否則輸出no。輸入格式:在一行中直接輸入3個整數，3個整數之間各用一個空格間隔，沒有其他任何附加字元。輸出格式:直接輸出yes或no，沒有其他任何附加字元。代碼如下：#!/usr/bin/python# -*- coding: utf-8 ... ...
  • JAVA 必須掌握技能（二）-Java IO流學習之輸入輸出流
    Java IO流學習總結一：輸入輸出流 轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/zhaoyanjun6/article/details/54292148本文出自【趙彥軍的博客】 感謝博主，感謝分享 Java流類圖結構： 流的概念和作用： 流是一組有順序的，有起點和終點的位元組集合，是 ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • 移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP
    移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP 對於工作多年的C#程式員來說，近來想嘗試開發一款安卓APP，考慮了很久最終選擇使用.NET MAUI這個微軟官方的框架來嘗試體驗開發安卓APP，畢竟是使用Visual Studio開發工具，使用起來也比較的順手，結合微軟官方的教程進行了安卓 ...
  • wpf ToggleButton選中效果和一個登錄界面
    前言 QuestPDF 是一個開源 .NET 庫，用於生成 PDF 文檔。使用了C# Fluent API方式可簡化開發、減少錯誤並提高工作效率。利用它可以輕鬆生成 PDF 報告、發票、導出文件等。 項目介紹 QuestPDF 是一個革命性的開源 .NET 庫，它徹底改變了我們生成 PDF 文檔的方 ...
  • 彈幕樹洞項目功能新增篇
    項目地址 項目後端地址： https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址： ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址： http://tree ...
  • 第27篇 sqlserver2022詳細安裝步驟
    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
所有分類