在Python中创建单例

这个问题不是为了讨论单例设计模式是否可取、是否是一种反模式，或者是否用于任何宗教战争，而是为了讨论如何以最Python化的方式在Python中最好地实现这种模式。在这个例子中，我定义“最蟒蛇”是指它遵循“最少惊讶的原则”。

我有多个类将成为单类（我的用例是一个记录器，但这并不重要）。当我可以简单地继承或装饰时，我不希望在几个类中添加口香糖。

最佳方法：

方法1：装饰器

def singleton(class_):
    instances = {}
    def getinstance(*args, **kwargs):
        if class_ not in instances:
            instances[class_] = class_(*args, **kwargs)
        return instances[class_]
    return getinstance

@singleton
class MyClass(BaseClass):
    pass

Pros

装饰符的添加方式通常比多重继承更直观。

Cons

虽然使用MyClass（）创建的对象将是真正的单例对象，但MyClass本身是一个函数，而不是类，因此不能从中调用类方法x=MyClass（）；y=MyClass（）；t=类型（n）（）；

则x==y但x！=t&y！=吨

方法2：基类

class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(class_, *args, **kwargs):
        if not isinstance(class_._instance, class_):
            class_._instance = object.__new__(class_, *args, **kwargs)
        return class_._instance

class MyClass(Singleton, BaseClass):
    pass

Pros

这是一门真正的课

Cons

多重继承-嗯__new__是否可以在从第二个基类继承期间被覆盖？一个人必须想得比必要的多。

方法3：元类

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(BaseClass):
    __metaclass__ = Singleton

#Python3
class MyClass(BaseClass, metaclass=Singleton):
    pass

Pros

这是一门真正的课自动神奇地覆盖继承为正确的目的使用__metaclass__（并让我意识到）

Cons

有吗？

方法4：decorator返回同名类

def singleton(class_):
    class class_w(class_):
        _instance = None
        def __new__(class_, *args, **kwargs):
            if class_w._instance is None:
                class_w._instance = super(class_w,
                                    class_).__new__(class_,
                                                    *args,
                                                    **kwargs)
                class_w._instance._sealed = False
            return class_w._instance
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            if self._sealed:
                return
            super(class_w, self).__init__(*args, **kwargs)
            self._sealed = True
    class_w.__name__ = class_.__name__
    return class_w

@singleton
class MyClass(BaseClass):
    pass

Pros

这是一门真正的课自动神奇地覆盖继承

Cons

创建每个新类是否没有开销？在这里，我们为每个希望成为单例的类创建两个类。虽然这对我来说很好，但我担心这可能无法扩展。当然，对于这种模式的规模是否太容易，还有争议。。。_seled属性的意义是什么无法使用super（）在基类上调用同名方法，因为它们将递归。这意味着您不能自定义__new__，也不能对需要调用__init__的类进行子类化。

方法5：模块

模块文件singleton.py

Pros

简单胜于复杂

Cons

未延迟实例化

当前回答

方法：一次性使用后重写__new__

class Singleton():
    def __init__(self):
        Singleton.instance = self
        Singleton.__new__ = lambda _: Singleton.instance

Pros

极其简洁真正的类，不需要模块正确使用lambda和蟒猴补丁

Cons

__new__可能再次被覆盖

2022-05-15 08:10:42

其他回答

class Foo(object):
     pass

some_global_variable = Foo()

模块只导入一次，其他一切都在考虑之中。不要使用singleton，也不要使用globals。

2011-07-20 10:52:04

我会把我的扔到戒指里。这是一个简单的装饰器。

from abc import ABC

def singleton(real_cls):

    class SingletonFactory(ABC):

        instance = None

        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            if not cls.instance:
                cls.instance = real_cls(*args, **kwargs)
            return cls.instance

    SingletonFactory.register(real_cls)
    return SingletonFactory

# Usage
@singleton
class YourClass:
    ...  # Your normal implementation, no special requirements.

我认为它比其他一些解决方案有好处：

它清晰简洁（在我看来；D）。它的作用是完全封闭的。你不需要改变YourClass的实现。这包括不需要为类使用元类（请注意，上面的元类在工厂中，而不是“真实”类）。它不依赖猴子修补任何东西。它对呼叫者是透明的：调用者仍然只是简单地导入YourClass，它看起来像一个类（因为它是），并且他们正常使用它。无需使调用者适应工厂函数。YourClass（）实例化的仍然是您实现的YourClass的真实实例，而不是任何类型的代理，因此不会产生任何副作用。isinstance（例如，YourClass）和类似的操作仍按预期工作（尽管这个位确实需要abc，因此排除了Python＜2.6）。

一个缺点确实出现在我身上：真实类的类方法和静态方法不能通过隐藏它的工厂类透明地调用。我很少使用这种方法，我从来没有遇到过这种需要，但通过在工厂上使用一个自定义元类来实现__getattr__（），将所有的属性访问委托给真实类，这很容易纠正。

我实际上发现了一个更有用的相关模式（我并不是说这类事情经常需要），那就是“唯一”模式，用相同的参数实例化类会得到相同的实例。即“每个参数一个”。上述内容很好地适应了这一点，变得更加简洁：

def unique(real_cls):

    class UniqueFactory(ABC):

        @functools.lru_cache(None)  # Handy for 3.2+, but use any memoization decorator you like
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            return real_cls(*args, **kwargs)

    UniqueFactory.register(real_cls)
    return UniqueFactory

尽管如此，我还是同意一般的建议，如果你认为你需要这些东西中的一件，你真的应该停下来问问自己是否真的需要。

2016-08-27 22:22:33

我将推荐一个使用元类的优雅解决方案

class Singleton(type): 
    # Inherit from "type" in order to gain access to method __call__
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self.__instance = None # Create a variable to store the object reference
        super().__init__(*args, **kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__instance is None:
            # if the object has not already been created
            self.__instance = super().__call__(*args, **kwargs) # Call the __init__ method of the subclass (Spam) and save the reference
            return self.__instance
        else:
            # if object (Spam) reference already exists; return it
            return self.__instance

class Spam(metaclass=Singleton):
    def __init__(self, x):
        print('Creating Spam')
        self.x = x


if __name__ == '__main__':
    spam = Spam(100)
    spam2 = Spam(200)

输出：

Creating Spam

从输出中可以看到，只有一个对象被实例化

2020-08-19 08:42:18

我只是偶然做了一个简单的，想分享一下。。。

class MySingleton(object):
    def __init__(self, *, props={}):
        self.__dict__ = props

mything = MySingleton()
mything.test = 1
mything2 = MySingleton()
print(mything2.test)
mything2.test = 5
print(mything.test)

2021-08-05 21:16:34

看看这个。其思想是通过args和kwargs来散列实例密钥。https://stackoverflow.com/a/73495782/2910384

2022-08-26 03:39:52

在Python中创建单例

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