python 單例模式

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研究了一下python的單利模式,簡單地記錄一下.

1.類和執行個體的建立過程

從建立類到初始化一個對象,簡單地可以分為四個步驟:

(1)通過元類建立一個類,調用__new__完成類的建立(階段A)

(2)初始化一個類,調用__init__,初始化一個類(階段B)

(3)通過類建立一個對象,調用__new__(階段D)

(4)初始化一個對象,調用__init__(階段E)

圖中階段A,階段B,階段C是由元類完成的,在檔案載入的時候,自動調用__new__和__init__,階段E不是必須的.階段D,階段E是建立一個執行個體的過程,手動調用__new__和__init__.一般情況下,建立一個類只用執行個體化一個類,即調用__init__,而__new__的執行被隱藏了,主要是繼承了父類的__new__方法

        說完了類和執行個體的建立過程之後,考慮一下單例模式應該在這四個階段中哪個階段控制比較合適?

(1)階段A:

建立一個類的過程,也就是說類的建立並未完成.單例是建立執行個體上,執行個體的建立又是建立在類上面的,這個階段類還沒有建立,也就不太適合

(2)階段B:

執行個體化一個類,這個階段類也建立完成了,似乎有機會控制執行個體的個數

 (3)階段D:

 類的建立和執行個體化完成了,開始建立一個執行個體,但還未完成,也可以控制執行個體的個數

 (4)階段E:

 這個階段,對象已經建立了,每一次執行個體化一個類時,對象已經建立了,控制不了執行個體的個數.

簡單說,階段A (建立類的過程)類沒有建立,不宜控制執行個體數量.階段E(類執行個體化的過程)執行個體已經建立,控制不了執行個體數量.在階段B(執行個體化一個類)和階段D(建立一個執行個體)比較容易控制執行個體的數量,也就最利於實現單例模式.

2.實現單例模式

(1)階段B(執行個體化一個類)

主要是通過建立元類進行控制:

# B階段class Singleton_C(type):    def __init__(self, *args, **kwargs):        self.__instance = None        super(Singleton_C, self).__init__(*args, **kwargs)    def __call__(self, *args, **kwargs):        if self.__instance is None:            self.__instance = super(Singleton_C, self).__call__(*args, **kwargs)            return self.__instance        else:            return self.__instance    class C:    __metaclass__ = Singleton_C    def __init__(self):        print ‘I am C‘a  = C() b  = C()print a is b    # True

(2)階段D(建立執行個體的過程)

# D階段class Singleton_D(object):    ‘‘‘執行個體儲存在Sigleton_B類的字典中‘‘‘    def __new__(cls, *args, **kwargs):        if not hasattr(cls, ‘_instance‘):            cls._instance = super(Singleton_B, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)        return cls._instance    # 先繼承其他類時, 會導致單例模式失效    class D(Singleton_D):    def __init__(self):        print ‘I am D‘a = D()b = D()print a is b   # True

(3)階段D(建立執行個體的過程)   --- 一個偽單例模式

每一次實現的對象不同,但共用變數

# D階段class Singleton_D1(object):    _store = {}    def __new__(cls, *args, **kwargs):        obj = super(Singleton_B1, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)        print cls, obj, id(cls._store), id(obj._store), id(Singleton_B1._store)        obj.__dict__ = cls._store        return obj# 先繼承其他類時, 會導致單例模式失效    class F(Singleton_D1):    def __init__(self, name):        self.name = namef1 = F(‘python‘)f2 = F(‘singleton‘)print f1 is f2 # False

(4)裝飾器

def singleton(cls):    obj = {}    def wrapper(*args, **kwargs):        if cls not in obj:            obj[cls] = cls(*args, **kwargs)        return obj[cls]    return wrapper@singletonclass Foo(object):    passf1 = Foo()f2 = Foo()print f1 is f2 # True

 

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