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

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

其他回答

查看堆栈溢出问题是否有一种简单、优雅的方法来定义Python中的单体？有几种解决方案。

我强烈建议观看Alex Martelli关于python中设计模式的演讲：第1部分和第2部分。特别是，在第1部分中，他谈到了单态/共享状态对象。

2011-07-20 11:00:17

如果要将实例用作属性，可以使用元类。例如

class SingletonMeta(type):
    def __init__(cls, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        cls._instance = None
        cls._locker = threading.Lock()

    @property
    def instance(self, *args, **kwargs):
        if self._instance is None:
            with self._locker:
                if self._instance is None:
                    self._instance = self(*args, **kwargs)
        return self._instance


class MyClass(metaclass=SingletonMeta):
    def __init__(self):
        # init here
        pass


# get the instance
my_class_instance = MyClass.instance

2021-03-10 16:18:07

我更喜欢使用静态方法GetInstance（）来创建单例对象（也不允许任何其他方法这样做），以强调我使用的是单例设计模式。

import inspect
class SingletonMeta(type):
    __instances = {}
    GET_INSTANCE = 'GetInstance' # class method ussed to create Singleton instance

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        caller_frame = inspect.currentframe().f_back

        caller_class = caller_frame.f_locals.get('cls_ref')
        caller_method_name = caller_frame.f_code.co_name
        if caller_class is cls and \
            caller_method_name == SingletonMeta.GET_INSTANCE:
            obj = super(SingletonMeta, cls).__call__(*args, **kwargs)
        else:
            raise Exception(f"Class '{cls.__name__}' is a singleton! Use '{cls.__name__}.{SingletonMeta.GET_INSTANCE}()' to create its instance.")

        return obj

    def __new__(cls, name, bases, dct):
        def GetInstance(cls_ref):
            if cls_ref not in cls_ref.__instances:
                cls_ref.__instances[cls_ref] = cls_ref()

            return cls_ref.__instances[cls_ref]
       
        return super().__new__(cls, name, bases, {**dct, GetInstance.__name__: classmethod(GetInstance)})
#------------------------
if __name__ == '__main__':
    class SingletonSample1(metaclass=SingletonMeta):
        def __init__(self):
            self.__x = 1

        @property
        def x(self) -> int:
            return self.__x

        @x.setter
        def x(self, value):
            self.__x = value

    s1 = SingletonSample1.GetInstance()
    s1.x = 3

    try:
        s2 = SingletonSample1()
    Exception as error:
        print(repr(error))

2022-01-29 15:05:29

这个解决方案在模块级别造成了一些命名空间污染（三个定义而不是一个），但我发现很容易理解。

我希望能够编写这样的东西（惰性初始化），但不幸的是，类在它们自己的定义体中不可用。

# wouldn't it be nice if we could do this?
class Foo(object):
    instance = None

    def __new__(cls):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = object()
            cls.instance.__class__ = Foo
        return cls.instance

由于这是不可能的，我们可以在

Eagle初始化：

import random


class FooMaker(object):
    def __init__(self, *args):
        self._count = random.random()
        self._args = args


class Foo(object):
    def __new__(self):
        return foo_instance


foo_instance = FooMaker()
foo_instance.__class__ = Foo

延迟初始化：

Eagle初始化：

import random


class FooMaker(object):
    def __init__(self, *args):
        self._count = random.random()
        self._args = args


class Foo(object):
    def __new__(self):
        global foo_instance
        if foo_instance is None:
            foo_instance = FooMaker()
        return foo_instance


foo_instance = None

2016-10-31 22:07:59

一句话（我并不骄傲，但它确实起到了作用）：

import sys

class Myclass:
  def __init__(self):
     # do your stuff
      vars(sys.modules[__name__])[type(self).__name__] = lambda: self # singletonify

2018-03-07 04:50:31

在Python中创建单例

推荐文章

最新文章

标签