python 單例模式

研究了一下python的單利模式,簡單地記錄一下.

1.類和例項的建立過程

從建立類到初始化乙個物件,簡單地可以分為四個步驟:

(1)通過元類建立乙個類,呼叫__new__完成類的建立(階段a)

(2)初始化乙個類,呼叫__init__,初始化乙個類(階段b)

(3)通過類建立乙個物件,呼叫__new__(階段d)

(4)初始化乙個物件,呼叫__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,自動呼叫__new__和__init__,階段e不是必須的.

階段d,階段e是建立乙個例項的過程,手動呼叫__new__和__init__.一般情況下,建立乙個類只用例項化乙個類,即呼叫__init__,而__new__的執行被隱藏了,主要是繼承了父類的__new__方法

說完了類和例項的建立過程之後,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:

建立乙個類的過程,也就是說類的建立並未完成.單例是建立例項上,例項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:

例項化乙個類,這個階段類也建立完成了,似乎有機會控制例項的個數

(3)階段d:

類的建立和例項化完成了,開始建立乙個例項,但還未完成,也可以控制例項的個數

(4)階段e:

這個階段,物件已經建立了,每一次例項化乙個類時,物件已經建立了,控制不了例項的個數.

簡單說,階段a (建立類的過程)類沒有建立,不宜控制例項數量.階段e(類例項化的過程)例項已經建立,控制不了例項數量.在階段b(例項化乙個類)和階段d(建立乙個例項)比較容易控制例項的數量,也就最利於實現單例模式.

2.實現單例模式

(1)階段b(例項化乙個類)

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
isnone:
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

#

d階段class
singleton_d(object):
'''例項儲存在sigleton_b類的字典中
'''def
__new__(cls, *args, **kwargs):
ifnot 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

每一次實現的物件不同,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 =name
f1 = f('python')
f2 = f('singleton')
print f1 is f2 #
false

def

singleton(cls):
obj ={}
if cls not
inobj:
obj[cls] = cls(*args, **kwargs)
return
obj[cls]
return
@singleton
class
foo(object):
pass
f1 =foo()
f2 =foo()
print f1 is f2 #
true

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