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))

我想强调的几个注意事项是，

元类方法：

不能从2个元类继承。检查如果您使用的工厂模式都是单例类，那么它就不会工作。您的父级已经从ABC继承（它是元类），那么您不能从单例元类继承

装饰方法：

我使用一个函数作为工厂接口，它从base创建T的实例__子类__（）。这将跳过子类初始化的单例修饰符

您只需要一个装饰器，具体取决于python版本：

Python 3.2+

实施

from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=None)
class CustomClass(object):

    def __init__(self, arg):
        print(f"CustomClass initialised with {arg}")
        self.arg = arg

用法

c1 = CustomClass("foo")
c2 = CustomClass("foo")
c3 = CustomClass("bar")

print(c1 == c2)
print(c1 == c3)

输出

>>> CustomClass initialised with foo
>>> CustomClass initialised with bar
>>> True
>>> False

注意foo只打印一次

Python 3.9+

实施：

from functools import cache

@cache
class CustomClass(object):
    ...

这是我自己的单线图实现。你所要做的就是装饰课堂；要获得单例，您必须使用Instance方法。下面是一个示例：

@Singleton
class Foo:
    def __init__(self):
        print 'Foo created'

f = Foo() # Error, this isn't how you get the instance of a singleton

f = Foo.Instance() # Good. Being explicit is in line with the Python Zen
g = Foo.Instance() # Returns already created instance

print f is g # True

下面是代码：

class Singleton:
    """
    A non-thread-safe helper class to ease implementing singletons.
    This should be used as a decorator -- not a metaclass -- to the
    class that should be a singleton.

    The decorated class can define one `__init__` function that
    takes only the `self` argument. Other than that, there are
    no restrictions that apply to the decorated class.
 
    To get the singleton instance, use the `Instance` method. Trying
    to use `__call__` will result in a `TypeError` being raised.

    Limitations: The decorated class cannot be inherited from.

    """

    def __init__(self, decorated):
        self._decorated = decorated

    def Instance(self):
        """
        Returns the singleton instance. Upon its first call, it creates a
        new instance of the decorated class and calls its `__init__` method.
        On all subsequent calls, the already created instance is returned.

        """
        try:
            return self._instance
        except AttributeError:
            self._instance = self._decorated()
            return self._instance

    def __call__(self):
        raise TypeError('Singletons must be accessed through `Instance()`.')

    def __instancecheck__(self, inst):
        return isinstance(inst, self._decorated)

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

我想指出的是，第一种方法定义了一个查找字典，直到今天我都不理解，而且我看到这个解决方案遍布各地，所以我想每个人都只是从这里复制粘贴它。

我说的是这个：

def singleton(class_):
    instances = {} # <-- will always only have one entry.
    def getinstance(*args, **kwargs):
        if class_ not in instances:
            instances[class_] = class_(*args, **kwargs)
        return instances[class_]
    return getinstance

对于元类解决方案来说，这是有意义的，但对于一次性装饰器解决方案，每次调用装饰器时，都会定义一个新函数，以及一个新的实例变量，因此每个“实例”始终只有一个条目，除非您将其设为全局。无论如何，它也不适用于继承。

一种类似但更简单且可调节性更好的解决方案：

def singleton(class_):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if not wrapper._instance:
            wrapper._instance = class_(*args, **kwargs)
        return wrapper._instance

    wrapper._instance = None
    return wrapper

添加一个简单

    ...
    wrapper.__wrapped__ = class_
    return wrapper

同样，通过访问wrapped也允许继承或模仿，这在内部dict查找中也是不可能的。

（当然，如果我只是不理解查字典背后的奥秘，请原谅我。也许是我的错，不理解查词典背后的具体意图）