单例模式：保证一个类只有一个实例

原创

wx649517d844525 2023-06-28 17:55:32 ©著作权

文章标签 单例模式 python 设计模式 文章分类 Python 后端开发 在51CTO的第一篇博文

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者wx649517d844525的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

1. 什么是单例模式？

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。在实际应用中，单例模式常用于控制资源的共享和限制实例的数量。

2. 单例模式的实现方式

在Python中，实现单例模式的方式有多种，其中比较常用的是使用装饰器、使用元类和使用模块。

2.1 使用装饰器实现单例模式

def singleton(cls):
    instances = {}

    def wrapper(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]

    return wrapper


@singleton
class SingletonClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def say_hello(self):
        print(f"Hello, {self.name}!")

# 使用示例
instance1 = SingletonClass("Alice")
instance2 = SingletonClass("Bob")

instance1.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
instance2.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
print(instance1 is instance2)  # 输出：True

2.2 使用元类实现单例模式

class SingletonMeta(type):
    instances = {}

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls.instances:
            cls.instances[cls] = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls.instances[cls]


class SingletonClass(metaclass=SingletonMeta):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def say_hello(self):
        print(f"Hello, {self.name}!")

# 使用示例
instance1 = SingletonClass("Alice")
instance2 = SingletonClass("Bob")

instance1.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
instance2.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
print(instance1 is instance2)  # 输出：True

2.3 使用模块实现单例模式

# singleton.py
class SingletonClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def say_hello(self):
        print(f"Hello, {self.name}!")

# 使用示例
from singleton import SingletonClass

instance1 = SingletonClass("Alice")
instance2 = SingletonClass("Bob")

instance1.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
instance2.say_hello()  # 输出：Hello, Alice!
print(instance1 is instance2)  # 输出：True