Python 设计模式创建型单例模式

目录 一、单例模式 二、应用场景 三、编码示例 1.单线程中的单例模式 方式一、重载类构造器 方式二、实现单例装饰器 2.多线程中的单例模式 方式三、重载具有线程锁的类构造器

一、单例模式

单例模式，实现一个类，并且保证这个类的多次实例化操作，都会只生成同一个实例对象。

二、应用场景

整个系统中只需要存在一个实例对象，其他对象都可以通过访问该对象来获取信息， 比如：

系统的配置信息对象 日志对象 数据库操作对象 线程池对象

三、编码示例

1.单线程中的单例模式

方式一、重载类构造器

定义：

class Singleton(object):

? ? _instance = None

? ? def __new__(cls, *args, **kwargs):
? ? ? ? if cls._instance is None:
? ? ? ? ? ? cls._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
? ? ? ? return cls._instance

使用：

if __name__ == '__main__':
? ? instance1 = Singleton()
? ? instance2 = Singleton()
? ? instance3 = Singleton()

? ? # 打印出 3 个实例对象的内存地址，判断是否相同。
? ? print(id(instance1))
? ? print(id(instance2))
? ? print(id(instance3))

方式二、实现单例装饰器

定义：

def singleton(cls):

? ? _instance = {}

? ? def _singleton(*args, **kargs):
? ? ? ? if cls not in _instance:
? ? ? ? ? ? _instance[cls] = cls(*args, **kargs)
? ? ? ? return _instance[cls]

? ? return _singleton

使用：

@singleton
class Singleton(object):
? ? """单例实例"""

? ? def __init__(self, arg1):
? ? ? ? self.arg1 = arg1

if __name__ == '__main__':
? ? instance1 = Singleton("xag")
? ? instance2 = Singleton("xingag")

? ? print(id(instance1))
? ? print(id(instance2))

2.多线程中的单例模式

方式三、重载具有线程锁的类构造器

多线程中的单例模式，需要在 __new__ 构造器中使用 threading.Lock() 同步锁。

定义：

class Singleton(object):

? ? _instance = None
? ? _instance_lock = threading.Lock()

? ? def __new__(cls, *args, **kwargs):
? ? ? ? if cls._instance is None:
? ? ? ? ? ? with cls._instance_lock:
? ? ? ? ? ? ? ? cls._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
? ? ? ? return cls._instance

使用：

def task(arg):
? ? instance = Singleton()
? ? print(id(instance), '\n')

if __name__ == '__main__':
? ? for i in range(3):
? ? ? ? t = threading.Thread(target=task, args=[i, ])
? ? ? ? t.start()

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