單例模式
單例模式（Singleton Pattern）是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式，該模式的主要目的是確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在。當(dāng)你希望在整個(gè)系統(tǒng)中，某個(gè)類只能出現(xiàn)一個(gè)實(shí)例時(shí)，單例對象就能派上用場。
比如，某個(gè)服務(wù)器程序的配置信息存放在一個(gè)文件中，客戶端通過一個(gè) AppConfig 的類來讀取配置文件的信息。如果在程序運(yùn)行期間，有很多地方都需要使用配置文件的內(nèi)容，也就是說，很多地方都需要創(chuàng)建 AppConfig 對象的實(shí)例，這就導(dǎo)致系統(tǒng)中存在多個(gè) AppConfig 的實(shí)例對象，而這樣會嚴(yán)重浪費(fèi)內(nèi)存資源，尤其是在配置文件內(nèi)容很多的情況下。事實(shí)上，類似 AppConfig 這樣的類，我們希望在程序運(yùn)行期間只存在一個(gè)實(shí)例對象。
在 Python 中，我們可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)單例模式：
使用模塊
其實(shí)，Python 的模塊就是天然的單例模式，因?yàn)槟K在第一次導(dǎo)入時(shí)，會生成.pyc文件，當(dāng)?shù)诙螌?dǎo)入時(shí)，就會直接加載.pyc文件，而不會再次執(zhí)行模塊代碼。因此，我們只需把相關(guān)的函數(shù)和數(shù)據(jù)定義在一個(gè)模塊中，就可以獲得一個(gè)單例對象了。如果我們真的想要一個(gè)單例類，可以考慮這樣做：
將上面的代碼保存在文件mysingleton.py中，然后這樣使用：
使用__new__
為了使類只能出現(xiàn)一個(gè)實(shí)例，我們可以使用__new__來控制實(shí)例的創(chuàng)建過程，代碼如下：
在上面的代碼中，我們將類的實(shí)例和一個(gè)類變量_instance關(guān)聯(lián)起來，如果cls._instance為 None 則創(chuàng)建實(shí)例，否則直接返回cls._instance。
使用裝飾器
我們知道，裝飾器（decorator）可以動態(tài)地修改一個(gè)類或函數(shù)的功能。這里，我們也可以使用裝飾器來裝飾某個(gè)類，使其只能生成一個(gè)實(shí)例，代碼如下：
在上面，我們定義了一個(gè)裝飾器singleton，它返回了一個(gè)內(nèi)部函數(shù)getinstance，該函數(shù)會判斷某個(gè)類是否在字典instances中，如果不存在，則會將cls作為 key，cls(*args, **kw)作為 value 存到instances中，否則，直接返回instances[cls]。
使用 metaclass
元類（metaclass）可以控制類的創(chuàng)建過程，它主要做三件事：
使用元類實(shí)現(xiàn)單例模式的代碼如下：
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。
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