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

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

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

这与fab的答案略有相似，但并不完全相同。

单例模式不要求我们能够多次调用构造函数。作为一个单例应该创建一次，而且只能创建一次。难道它不应该被视为只创建一次吗？“欺骗”构造函数可能会损害易读性。

所以我的建议是：

class Elvis():
    def __init__(self):
        if hasattr(self.__class__, 'instance'):
            raise Exception()
        self.__class__.instance = self
        # initialisation code...

    @staticmethod
    def the():
        if hasattr(Elvis, 'instance'):
            return Elvis.instance
        return Elvis()

这并不排除用户代码使用构造函数或字段实例：

if Elvis() is King.instance:

…如果你确定猫王还没有被创造，而国王已经被创造了。

但它鼓励用户普遍使用以下方法：

Elvis.the().leave(Building.the())

若要完成此操作，您还可以重写__delattr__（）以在尝试删除实例时引发异常，并重写__del__（）以便引发异常（除非我们知道程序正在结束…）

进一步改进

我感谢那些帮助评论和编辑的人，欢迎更多评论和编辑。当我使用Jython时，这应该更普遍地工作，并且是线程安全的。

try:
    # This is jython-specific
    from synchronize import make_synchronized
except ImportError:
    # This should work across different python implementations
    def make_synchronized(func):
        import threading
        func.__lock__ = threading.Lock()
    
        def synced_func(*args, **kws):
            with func.__lock__:
                return func(*args, **kws)

        return synced_func

class Elvis(object): # NB must be subclass of object to use __new__
    instance = None

    @classmethod
    @make_synchronized
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is not None:
            raise Exception()
        cls.instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls.instance
    
    def __init__(self):
        pass
        # initialisation code...

    @classmethod
    @make_synchronized
    def the(cls):
        if cls.instance is not None:
            return cls.instance
        return cls()

注意事项：

如果您不从python2.x中的对象子类，您将得到一个不使用__new的旧式类__当修饰__new__时，必须用@classmethod修饰，否则__new__将是未绑定的实例方法这可以通过使用元类来改进，因为这将允许您创建类级属性，并可能将其重命名为实例

2016-02-21 08:48:18

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

使用模块。它只导入一次。在其中定义一些全局变量-它们将是单例的“属性”。添加一些函数-单例的“方法”。

2011-07-20 10:58:19

在Python中创建单例

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