单例模式的五种实现

单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场。

比如，某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中，客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间，有很多地方都需要使用配置文件的内容，也就是说，很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例，这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象，而这样会严重浪费内存资源，尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上，类似 AppConfig 这样的类，我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。

实现单例模式的几种方式

1.使用模块

其实，Python 的模块就是天然的单例模式，因为模块在第一次导入时，会生成 .pyc 文件，当第二次导入时，就会直接加载 .pyc 文件，而不会再次执行模块代码。因此，我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中，就可以获得一个单例对象了。如果我们真的想要一个单例类，可以考虑这样做：

mysingleton.py

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class Singleton(object): def foo(self): pass singleton = Singleton()

将上面的代码保存在文件 mysingleton.py 中，要使用时，直接在其他文件中导入此文件中的对象，这个对象即是单例模式的对象

1	from a import singleton

2.使用装饰器

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def Singleton(cls): instance = None def _singleton(*args, **kargs): nonlocal instance if not instance: instance = cls(*args, **kargs) return instance return _singleton @Singleton class A(object): def __init__(self, x=0): self.x = x a1 = A(2) a2 = A(3) print(a1.x) print(a2.x) print(a1 is a2)

3.使用类方法

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class Singleton(object): _instance=None def __init__(self): pass @classmethod def instance(cls, *args, **kwargs): if not cls._instance: cls._instance=cls(*args, **kwargs) return cls._instance a1=Singleton.instance() a2=Singleton().instance() print(a1 is a2)

4.基于new方法实现

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class Singleton(object): _instance=None def __init__(self): pass def __new__(cls, *args, **kwargs): if not cls._instance: cls._instance = object.__new__(cls) return cls._instance obj1 = Singleton() obj2 = Singleton() print(obj1 is obj2)

5.基于metaclass方式实现

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class SingletonType(type): _instance=None def __call__(cls, *args, **kwargs): if not cls._instance: # cls._instance = super().__call__(*args, **kwargs) cls._instance = object.__new__(cls) cls._instance.__init__(*args, **kwargs) return cls._instance class Foo(metaclass=SingletonType): def __init__(self,name): self.name = name obj1 = Foo('name') obj2 = Foo('name') print(obj1.name) print(obj1 is obj2)