单例模式的三种实现方式

一、单例模式的三种实现方式

1. 什么是单例模式

• 基于某种方法，实例化多次，得到同一个实例/对象

2. 为什么用单例模式

• 实例化多次，得到的对象属性内容都一样时，应该将这些对象指向同一个内存，即同一个实例，来节省内存空间

1. 实现单例模式方式一：类内部定义类方法实现

• 实现方法：类中定义了一个类方法

# 未单例模式前
import setting
class Mysql:
    def __init__(self,ip,port):
        self.ip=ip
        self.port=port

    @classmethod
    def from_conf(cls):
        return cls(setting.IP,setting.PORT)

obj1=Mysql.from_conf()
obj2=Mysql.from_conf()
obj3=Mysql.from_conf()

# 内容相同
print(obj1.__dict__)
print(obj2.__dict__)
print(obj3.__dict__)
# 但是占用不同的内存空间，导致内存空间浪费
print(obj1)
print(obj2)
print(obj3)
----------------------------------------------------
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
<__main__.Mysql object at 0x000001B0F234F588>
<__main__.Mysql object at 0x000001B0F234F5F8>
<__main__.Mysql object at 0x000001B0F234F630>

# setting配置文件
IP='10.0.0.1'
PORT=3306

import setting
class Mysql:
    # 先定义一个变量，用于接收对象
    __instance=None
    def __init__(self,ip,port):
        self.ip=ip
        self.port=port

    @classmethod
    def from_conf(cls):
        # 如果没有实例化过，就重新实例化，如果有就返回实例化过的对象
        if cls.__instance is None:
            cls.__instance=cls(setting.IP,setting.PORT)
        return cls.__instance

obj1=Mysql.from_conf()
obj2=Mysql.from_conf()
obj3=Mysql.from_conf()

# 内容相同
print(obj1.__dict__)
print(obj2.__dict__)
print(obj3.__dict__)
# 占用相同的内存空间
print(obj1)
print(obj2)
print(obj3)
---------------------------------------------------------------
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
{'ip': '10.0.0.1', 'port': 3306}
<__main__.Mysql object at 0x000001A79D29F588>
<__main__.Mysql object at 0x000001A79D29F588>
<__main__.Mysql object at 0x000001A79D29F588>

# 如果ip,port不同，再单独造对象
obj4=Mysql('10.0.0.10',3307)
print(obj4)
print(obj4.__dict__)
---------------------------------------------------------------
<__main__.Mysql object at 0x0000015D8C13F630>
{'ip': '10.0.0.10', 'port': 3307}

2. 实现单例模式方式二：利用装饰器实现

• _intance是一种命名习惯，代表在函数内使用的名字

import setting
def singleton(cls):
    _intance=cls(setting.IP,setting.PORT)
    def wrapper(*args,**kwargs):
        if len(args) == 0 and len(kwargs) == 0:
            return _intance
        return cls(*args,**kwargs)
    return wrapper

@singleton # Mysql=singleton(Mysql)  Mysql=wrapper
class Mysql:
    def __init__(self,ip,port):
        self.ip=ip
        self.port=port

obj1=Mysql()  # wrapper()
obj2=Mysql()
obj3=Mysql()
print(obj1 is obj2 is obj3)

print(obj1)
print(obj2)
print(obj3)
-----------------------------------------------------
True
<__main__.Mysql object at 0x000001ED9FBDF588>
<__main__.Mysql object at 0x000001ED9FBDF588>
<__main__.Mysql object at 0x000001ED9FBDF588>

3. 实现单例模式方式三：定制元类实现

import setting
class Mymeta(type):
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic): # self=Mysql
        super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
        # 创造一个Mysql的空对象
        self.__instance=self.__new__(self)
        # 从配置文件中获取信息，初始化Mysql的对象
        self.__init__(self.__instance,setting.IP,setting.PORT)

    def __call__(self, *args, **kwargs):   # self=Mysql
        if len(args) == 0 and len(kwargs) == 0:
            return self.__instance   # 返回的是一个已经创建好的Mysql对象
        # 如果在Myql()括号内，单独传入内容，再重新造对象
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(self,*args,**kwargs)
        return obj

class Mysql(object,metaclass=Mymeta):
    def __init__(self,ip,port):
        self.ip=ip
        self.port=port

obj1=Mysql()
obj2=Mysql()
obj3=Mysql()
obj4=Mysql('10.0.0.10',3307)

print(obj1)
print(obj2)
print(obj3)
print(obj4)
--------------------------------------------------------------------------
<__main__.Mysql object at 0x0000021DBB7FF668>
<__main__.Mysql object at 0x0000021DBB7FF668>
<__main__.Mysql object at 0x0000021DBB7FF668>

<__main__.Mysql object at 0x0000021DBB7FF6A0>