Python 5种方法实现单例模式

基本介绍

一个对象只允许被一次创建，一个类只能创建一个对象，并且提供一个全局访问点。

单例模式应该是应用最广泛，实现最简单的一种创建型模式。

特点：全局唯一，允许更改

优缺点

优点：

避免对资源的多重占用，如写入文件操作
节省内存
防止命名空间被污染
缺点：

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化

Python实现

方式1，元类实现：

class MetaClass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        """
        self : class Singleton
        """
        if not hasattr(self, "ins"):
            insObject = super(__class__, self).__call__(*args, **kwargs)
            setattr(self, "ins", insObject)
        return getattr(self, "ins")


class Singleton(object, metaclass=MetaClass):
    pass


if __name__ == "__main__":
    ins = Singleton()
    print(id(ins))
    ins = Singleton()
    print(id(ins))

方式2，继承实现：

class ParentClass:
    def __new__(cls, *args, **kwargs) -> object:
        """
        cls : class Singeton
        """
        if not hasattr(cls, "ins"):
            insObject = super(__class__, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
            setattr(cls, "ins", insObject)
        return getattr(cls, "ins")


class Singleton(ParentClass):
    pass


if __name__ == "__main__":
    ins = Singleton()
    print(id(ins))
    ins = Singleton()
    print(id(ins))

方式3，装饰器实现：

def warpper(clsObject):
    def inner(*args, **kwargs):
        if not hasattr(clsObject, "ins"):
            insObject = clsObject(*args, **kwargs)
            setattr(clsObject, "ins", insObject)
        return getattr(clsObject, "ins")
    return inner


@warpper
class Singleton:
    pass


if __name__ == "__main__":
    ins = Singleton()
    print(id(ins))
    ins = Singleton()
    print(id(ins))

方式4，模块实现：

- foo.py --> ins = Singleton()
- bar.py --> from foo import ins

方式5，@classmethod实现单例模式：

class Singleton:

    @classmethod
    def getSingletonInstanceObject(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "ins"):
            insObject = cls(*args, **kwargs)
            setattr(cls, "ins", insObject)
        return getattr(cls, "ins")


if __name__ == "__main__":
    ins = Singleton.getSingletonInstanceObject()
    print(id(ins))
    ins = Singleton.getSingletonInstanceObject()
    print(id(ins))