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

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

2022-07-03 20:59:49

其他回答

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

您可能永远不需要Python中的单例。只需在一个模块中定义所有数据和函数，就可以得到事实上的单例：

import datetime
file_name=None

def set_file_name(new_file_name: str):
    global file_name
    file_name=new_file_name

def write(message: str):
    global file_name
    if file_name:
        with open(file_name, 'a+') as f:
            f.write("{} {}\n".format(datetime.datetime.now(), message))
    else:
        print("LOG: {}", message)

要使用：

import log
log.set_file_name("debug.log")
log.write("System starting")
...

如果你真的必须有一个单独的类，那么我会选择：

class MySingleton(object):
    def foo(self):
        pass

my_singleton = MySingleton()

要使用：

from mysingleton import my_singleton
my_singleton.foo()

其中mysingleton.py是定义mysingleton的文件名。这是因为在第一次导入文件后，Python不会重新执行代码。

2014-12-10 22:24:14

如果您不需要对Singleton实例进行延迟初始化，那么以下操作应该是简单且线程安全的：

class A:
    instance = None
    # Methods and variables of the class/object A follow
A.instance = A()

这样，A是在模块导入时初始化的单例。

2019-01-01 19:45:30

这个怎么样：

def singleton(cls):
    instance=cls()
    cls.__new__ = cls.__call__= lambda cls: instance
    cls.__init__ = lambda self: None
    return instance

将其用作应该是单例的类的装饰器。这样地：

@singleton
class MySingleton:
    #....

这类似于另一个答案中的singleton=lambda c:c（）修饰符。与其他解决方案一样，唯一的实例具有类名（MySingleton）。然而，使用此解决方案，您仍然可以通过执行MySingleton（）从类中“创建”实例（实际上是唯一的实例）。它还防止您通过执行类型（MySingleton）（）（也返回相同的实例）来创建其他实例。

2014-05-17 23:48:58

使用函数属性也非常简单

def f():
    if not hasattr(f, 'value'):
        setattr(f, 'value', singletonvalue)
    return f.value

2020-07-02 09:35:48

在Python中创建单例

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