單例模式(Singleton Pattern)是一種常用的軟件設計模式，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，某個服務器程序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。如果在程序運行期間，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，而這樣會嚴重浪費內存資源，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，我們希望在程序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：

使用模塊

使用?__new__

使用裝飾器(decorator)

使用元類(metaclass)

一、模塊：

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，就會直接加載?.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 My_Singleton(object):

def foo(self):

pass

my_singleton = My_Singleton()

使用：

from mysingleton import my_singleton

my_singleton.foo()

二、使用?__new__

__new__方法接受的參數雖然也是和__init__一樣，但__init__是在類實例創建之后調用，而 __new__方法正是創建這個類實例的方法。

class Singleton(object):

_instance = None

def __new__(cls, *args, **kw):

if not cls._instance:

cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kw)

return cls._instance

class MyClass(Singleton):

a = 1

classSingleton(object):

def __new__(cls):

# 關鍵在于這，每一次實例化的時候，我們都只會返回這同一個instance對象

ifnothasattr(cls,'instance'):

cls.instance=super(Singleton,cls).__new__(cls)

returncls.instance

obj1=Singleton()

obj2=Singleton()

obj1.attr1='value1'

print obj1.attr1,obj2.attr1

print obj1 isobj2

在上面的代碼中，我們將類的實例和一個類變量?_instance?關聯起來，如果?cls._instance?為 None 則創建實例，否則直接返回?cls._instance

三、使用裝飾器

from functools import wraps

def singleton(cls):

instances = {}

@wraps(cls)

def getinstance(*args, **kw):

if cls not in instances:

instances[cls] = cls(*args, **kw)

return instances[cls]

return getinstance

@singleton

class MyClass(object):

a = 1

注：functools.wraps 則可以將原函數對象的指定屬性復制給包裝函數對象, 默認有?__module__、__name__、__doc__,或者通過參數選擇

#不加wraps

#coding=utf-8

# -*- coding=utf-8 -*-

from functools import wraps

def my_decorator(func):

def wrapper(*args, **kwargs):

'''''decorator'''

print('Calling decorated function...')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@my_decorator

def example():

"""Docstring"""

print('Called example function')

print(example.__name__, example.__doc__)

#結果：('wrapper', 'decorator')

[Finished in 0.2s]

#加wraps

#coding=utf-8

# -*- coding=utf-8 -*-

from functools import wraps

def my_decorator(func):

@wraps(func)

def wrapper(*args, **kwargs):

'''''decorator'''

print('Calling decorated function...')

return func(*args, **kwargs)

return wrapper

@my_decorator

def example():

"""Docstring"""

print('Called example function')

print(example.__name__, example.__doc__)

執行結果：

('example', 'Docstring')

[Finished in 0.5s]

functionstools.wraps

四、使用 metaclass

元類(metaclass)可以控制類的創建過程，它主要做三件事：

攔截類的創建

修改類的定義

返回修改后的類

class Singleton(type):

_instances = {}

def __call__(cls, *args, **kwargs):

if cls not in cls._instances:

cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)

return cls._instances[cls]

# Python2

class MyClass(object):

__metaclass__ = Singleton

# Python3

# class MyClass(metaclass=Singleton):

# pass

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python中单例模式是什么_python中的单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。