Python中的单例形式的三种完成方式的优缺点及优化,基于Python中单例格局的三种完成情势及优化详解

单例情势

单例格局(Singleton
Pattern)
是一种常用的软件设计情势,该格局的显要目标是保险某四个类唯有三个实例存在。当你指望在方方面面系统中,某些类只可以出现叁个实例时,单例对象就能派上用场。

例如,有些服务器程序的安排消息寄存在一个文书中,客户端通过三个 AppConfig
的类来读取配置文件的音讯。倘若在程序运营时期,有诸多地点都亟需运用布署文件的剧情,也等于说,很多地点都急需创设AppConfig 对象的实例,那就导致系统中设有多个 AppConfig
的实例对象,而那样会严重浪费内部存款和储蓄器财富,特别是在布局文件内容很多的状态下。事实上,类似
AppConfig 那样的类,大家期待在程序运维时期只存在三个实例对象。

在 Python 中,大家能够用种种措施来贯彻单例方式

Python中的单例形式的三种完成方式的优缺点及优化,基于Python中单例格局的三种完成情势及优化详解。 

Python中的单例方式的三种完成格局的利弊及优化,python优缺点

单例情势

单例格局(Singleton
帕特tern)
是一种常用的软件设计形式,该方式的重大目标是承接保险某1个类只有叁个实例存在。当你希望在全体系列中,有些类只好出现3个实例时,单例对象就能派上用场。

譬如,有个别服务器程序的陈设消息寄存在3个文件中,客户端通过贰个 AppConfig
的类来读取配置文件的新闻。借使在程序运行期间,有很多地点都须求使用安插文件的内容,也等于说,很多地方都亟需创造AppConfig 对象的实例,那就导致系统中设有多少个 AppConfig
的实例对象,而那般会严重浪费内部存款和储蓄器能源,特别是在配备文件内容很多的情事下。事实上,类似
AppConfig 那样的类,大家希望在程序运维时期只存在贰个实例对象。

在 Python 中,大家得以用四种情势来兑现单例情势

 

基于Python中单例方式的二种达成情势及优化详解,python详解

单例形式

单例格局(Singleton
Pattern)是一种常用的软件设计情势,该方式的首要性指标是确认保障某一个类只有三个实例存在。当您愿意在全路种类中,有些类只可以现身二个实例时,单例对象就能派上用场。

比如,有个别服务器程序的计划新闻寄存在一个文本中,客户端通过三个 AppConfig
的类来读取配置文件的新闻。如若在程序运营时期,有众多地点都亟待选取安顿文件的始末,也正是说,很多位置都须求创造AppConfig 对象的实例,这就导致系统中留存多少个 AppConfig
的实例对象,而如此会严重浪费内部存款和储蓄器能源,尤其是在配置文件内容很多的动静下。事实上,类似
AppConfig 那样的类,大家意在在程序运转时期只设有3个实例对象。

在 Python 中,我们可以用八种方式来兑现单例形式

落到实处单例情势的两种办法

一.行使模块

实际,Python 的模块正是天生的单例方式,因为模块在首先次导入时,会扭转
.pyc 文件,当第一回导入时,就会直接加载 .pyc
文件,而不会另行实施模块代码。由此,我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中,就足以获得3个单例对象了。借使我们确实想要3个单例类,能够思考这么做:

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

将上边的代码保存在文书 mysingleton.py
中,要选取时,直接在其他文件中程导弹入此文件中的对象,那个指标正是单例方式的指标

from a import singleton

2.使用类

class Singleton(object):
 def __init__(self):
 pass
 @classmethod
 def instance(cls, *args, **kwargs):
 if not hasattr(Singleton, "_instance"):
  Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
 return Singleton._instance

相似景况,我们以为这么就到位了单例情势,不过如此当使用八线程时会存在难题

class Singleton(object):
 def __init__(self):
 pass
 @classmethod
 def instance(cls, *args, **kwargs):
 if not hasattr(Singleton, "_instance"):
  Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
 return Singleton._instance
import threading
def task(arg):
 obj = Singleton.instance()
 print(obj)
for i in range(10):
 t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
 t.start()

程序执行后,打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>

看起来也从没难题,那是因为实施进度过快,假使在init方法中有部分IO操作,就会发现标题了,上边大家由此time.sleep模拟

咱们在上头__init__措施中投入以下代码:

def __init__(self): import time time.sleep(1)

再也履行顺序后,结果如下

<__main__.Singleton object at 0x034A3410>
<__main__.Singleton object at 0x034BB990>
<__main__.Singleton object at 0x034BB910>
<__main__.Singleton object at 0x034ADED0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6BD0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6C10>
<__main__.Singleton object at 0x034E6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034BBA30>
<__main__.Singleton object at 0x034F6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034E6A90>

标题应运而生了!依据以上办法开创的单例,无法支撑八线程

化解办法:加锁!未加锁部分出现执行,加锁部分串行执行,速度回落,不过保险了数额安全

import time
import threading
class Singleton(object):
 _instance_lock = threading.Lock()
 def __init__(self):
 time.sleep(1)
 @classmethod
 def instance(cls, *args, **kwargs):
 with Singleton._instance_lock:
  if not hasattr(Singleton, "_instance"):
  Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
 return Singleton._instance

def task(arg):
 obj = Singleton.instance()
 print(obj)
for i in range(10):
 t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
 t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>

如此就大多了,不过依然有一点小意思,正是当程序执行时,执行了time.sleep(20)后,下边实例化对象时,此时曾经是单例情势了,但大家依旧加了锁,那样不太好,再开始展览局地优化,把intance方法,改成上边包车型客车如此就行:

@classmethod
 def instance(cls, *args, **kwargs):
 if not hasattr(Singleton, "_instance"):
  with Singleton._instance_lock:
  if not hasattr(Singleton, "_instance"):
   Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
 return Singleton._instance

诸如此类,几个得以支撑二十四线程的单例情势就到位了

import time
import threading
class Singleton(object):
 _instance_lock = threading.Lock()
 def __init__(self):
  time.sleep(1)
 @classmethod
 def instance(cls, *args, **kwargs):
  if not hasattr(Singleton, "_instance"):
   with Singleton._instance_lock:
    if not hasattr(Singleton, "_instance"):
     Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
  return Singleton._instance

def task(arg):
 obj = Singleton.instance()
 print(obj)
for i in range(10):
 t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
 t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

那种方法达成的单例格局,使用时会有限制,以往实例化必须通过
obj = Singleton.instance()

如果用 obj=Singleton() ,那种格局获取的不是单例

3.基于__new__主意实现(推荐应用,方便)

经过下面例子,大家能够驾驭,当我们落到实处单例时,为了保险线程安全要求在在这之中参预锁

小编们领悟,当大家实例化三个指标时,是先举办了类的__new__办法(大家没写时,暗中认可调用object.__new__),实例化对象;然后再执行类的__init__方法,对那些目的开始展览开首化,全数我们得以遵照那个,完毕单例情势

import threading
class Singleton(object):
 _instance_lock = threading.Lock()
 def __init__(self):
  pass

 def __new__(cls, *args, **kwargs):
  if not hasattr(Singleton, "_instance"):
   with Singleton._instance_lock:
    if not hasattr(Singleton, "_instance"):
     Singleton._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
  return Singleton._instance
obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1,obj2)
def task(arg):
 obj = Singleton()
 print(obj)
for i in range(10):
 t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
 t.start()

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x038B33D0> <__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>

运用那种方式的单例形式,以后实例化对象时,和日常实例化对象的章程同样 obj
= Singleton()

四.基于metaclass情势完毕

连带知识

"""
1.类由type创建,创建类时候type的__init__方法自动执行,类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建,创建对象时候类的__init__方法自动执行,对象()执行类的 __call__ 方法
"""

例子:

class Foo:
 def __init__(self):
  pass
 def __call__(self, *args, **kwargs):
  pass
obj = Foo()
# 执行type的 __call__ 方法,调用 Foo类(是type的对象)的 __new__方法,用于创建对象,然后调用 Foo类(是type的对象)的 __init__方法,用于对对象初始化。
obj() # 执行Foo的 __call__ 方法

元类的选择

class SingletonType(type):
 def __init__(self,*args,**kwargs):
  super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)
 def __call__(cls, *args, **kwargs): # 这里的cls,即Foo类
  print('cls',cls)
  obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
  cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)
  return obj
class Foo(metaclass=SingletonType): # 指定创建Foo的type为SingletonType
 def __init__(self):
  pass
 def __new__(cls, *args, **kwargs):
  return object.__new__(cls, *args, **kwargs)
obj = Foo()

兑现单例情势

import threading
class SingletonType(type):
 _instance_lock = threading.Lock()
 def __call__(cls, *args, **kwargs):
  if not hasattr(cls, "_instance"):
   with SingletonType._instance_lock:
    if not hasattr(cls, "_instance"):
     cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
  return cls._instance
class Foo(metaclass=SingletonType):
 def __init__(self,name):
  self.name = name

obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)

以上那篇基于Python中单例方式的两种达成格局及优化详解正是小编分享给我们的全体内容了,希望能给我们一个参考,也可望大家多多帮衬帮客之家。

单例情势 单例情势(Singleton
Pattern)是一种常用的软件设计形式,该格局的重要…

实现单例情势的三种方式

单例情势

单例形式(Singleton
帕特tern)
是一种常用的软件设计形式,该形式的关键目标是保障某1个类唯有3个实例存在。当你指望在方方面面系统中,某些类只可以现身1个实例时,单例对象就能派上用场。

譬如,有个别服务器程序的安排音信寄存在三个文件中,客户端通过2个 AppConfig
的类来读取配置文件的新闻。如若在程序运营时期,有众多地点都须求使用布置文件的内容,也正是说,很多地点都亟需创造AppConfig 对象的实例,那就导致系统中设有四个 AppConfig
的实例对象,而那般会严重浪费内部存款和储蓄器财富,越发是在配备文件内容很多的图景下。事实上,类似
AppConfig 那样的类,大家希望在程序运营期间只存在1个实例对象。

在 Python 中,大家得以用两种形式来落到实处单例格局

 

福寿绵绵单例格局的二种艺术

一.应用模块

其实,Python
的模块正是天生的单例情势
,因为模块在第二次导入时,会生成 .pyc 文件,当第1回导入时,就会平昔加载 .pyc 文件,而不会另行实施模块代码。由此,大家只需把有关的函数和数码定义在一个模块中,就能够赢得三个单例对象了。假诺我们真的想要1个单例类,能够思量这么做:

mysingleton.py

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

将方面包车型大巴代码保存在文书 mysingleton.py 中,要运用时,间接在此外文件中程导弹入此文件中的对象,这一个指标正是单例形式的靶子

from a import singleton

 

福寿齐天单例格局的两种方法

壹.选用模块

其实,Python
的模块正是原始的单例形式
,因为模块在率先次导入时,会生成 .pyc 文件,当第1回导入时,就会一向加载 .pyc 文件,而不会重复实施模块代码。因而,大家只需把相关的函数和数据定义在一个模块中,就足以拿走三个单例对象了。固然我们确实想要一个单例类,能够思索这么做:

mysingleton.py

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

将方面包车型地铁代码保存在文件 mysingleton.py 中,要使用时,直接在其它文件中程导弹入此文件中的对象,那个指标正是单例格局的靶子

from a import singleton

 

 

二.应用装饰器

def Singleton(cls):
    _instance = {}

    def _singleton(*args, **kargs):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args, **kargs)
        return _instance[cls]

    return _singleton


@Singleton
class A(object):
    a = 1

    def __init__(self, x=0):
        self.x = x


a1 = A(2)
a2 = A(3)

 

 

一.选择模块

其实,Python
的模块就是原始的单例形式
,因为模块在率先次导入时,会生成 .pyc 文件,当第贰回导入时,就会一向加载 .pyc 文件,而不会另行实施模块代码。因而,大家只需把相关的函数和数量定义在二个模块中,就足以获得一个单例对象了。要是我们的确想要3个单例类,能够思索这么做:

mysingleton.py

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

将地方的代码保存在文件 mysingleton.py 中,要运用时,直接在任何文件中程导弹入此文件中的对象,那个目的就是单例形式的靶子

from a import singleton

 

 

2.使用类

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

貌似意况,大家觉得那样就形成了单例方式,不过那样当使用拾2线程时会存在难题

 

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

import threading

def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

程序执行后,打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>

看起来也尚未难题,那是因为执行进程过快,若是在init方法中有1对IO操作,就会意识难题了,上面大家通过time.sleep模拟

笔者们在地方__init__艺术中插手以下代码:

    def __init__(self):
        import time
        time.sleep(1)

再一次履行顺序后,结果如下

<__main__.Singleton object at 0x034A3410>
<__main__.Singleton object at 0x034BB990>
<__main__.Singleton object at 0x034BB910>
<__main__.Singleton object at 0x034ADED0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6BD0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6C10>
<__main__.Singleton object at 0x034E6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034BBA30>
<__main__.Singleton object at 0x034F6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034E6A90>

难点应运而生了!依据上述措施成立的单例,无法支撑10二线程

 

消除办法:加锁!未加锁部分出现执行,加锁部分串行执行,速度下降,可是保险了多少安全

import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        with Singleton._instance_lock:
            if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

 

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>

如此就大多了,不过依旧有一点小标题,正是当程序执行时,执行了time.sleep(20)后,上边实例化对象时,此时早已是单例方式了,但大家依然加了锁,那样不太好,再开展局地优化,把intance方法,改成上面的如此就行:

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

那般,3个得以支撑10贰线程的单例格局就形成了

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import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

完整代码

 

那种艺术达成的单例形式,使用时会有限定,现在实例化必须透过 obj = Singleton.instance()

若是用 obj=Singleton()
,那种措施得到的不是单例

 

3.使用类

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

貌似景色,大家觉得这么就完事了单例方式,不过那样当使用二十八线程时会存在难点

 

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

import threading

def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

程序执行后,打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>

看起来也尚未难题,那是因为实施进程过快,假如在init方法中有一些IO操作,就会发觉难题了,上边大家因此time.sleep模拟

笔者们在下边__init__办法中参预以下代码:

    def __init__(self):
        import time
        time.sleep(1)

重复履行顺序后,结果如下

<__main__.Singleton object at 0x034A3410>
<__main__.Singleton object at 0x034BB990>
<__main__.Singleton object at 0x034BB910>
<__main__.Singleton object at 0x034ADED0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6BD0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6C10>
<__main__.Singleton object at 0x034E6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034BBA30>
<__main__.Singleton object at 0x034F6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034E6A90>

题材出现了!依据上述措施创设的单例,无法支撑多线程

 

化解办法:加锁!未加锁部分出现执行,加锁部分串行执行,速度下滑,但是保险了数量安全

import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        with Singleton._instance_lock:
            if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

 

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>

那样就大多了,不过照旧有一点没至极,便是当程序执行时,执行了time.sleep(20)后,上面实例化对象时,此时1度是单例格局了,但我们还是加了锁,那样不太好,再实香港行政局地优化,把intance方法,改成上面包车型地铁如此就行:

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

如此,一个得以支撑四线程的单例形式就完了了

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import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

全体代码

 

那种方式贯彻的单例形式,使用时会有限定,将来实例化必须通过 obj = Singleton.instance()

若是用 obj=Singleton()
,那种形式获取的不是单例

 

2.使用类

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

相似景观,大家认为这么就到位了单例形式,但是这么当使用二十八线程时会存在难点

 

class Singleton(object):

    def __init__(self):
        pass

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

import threading

def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

程序执行后,打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>
<__main__.Singleton object at 0x02C933D0>

看起来也从未难题,那是因为实施进程过快,若是在init方法中有局地IO操作,就会发觉标题了,上边大家因此time.sleep模拟

我们在上边__init__方式中投入以下代码:

    def __init__(self):
        import time
        time.sleep(1)

再度履行顺序后,结果如下

<__main__.Singleton object at 0x034A3410>
<__main__.Singleton object at 0x034BB990>
<__main__.Singleton object at 0x034BB910>
<__main__.Singleton object at 0x034ADED0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6BD0>
<__main__.Singleton object at 0x034E6C10>
<__main__.Singleton object at 0x034E6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034BBA30>
<__main__.Singleton object at 0x034F6B90>
<__main__.Singleton object at 0x034E6A90>

题材应运而生了!依据以上办法开创的单例,无法支撑二拾多线程

 

化解办法:加锁!未加锁部分出现执行,加锁部分串行执行,速度下跌,然则保险了数码安全

import time
import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        with Singleton._instance_lock:
            if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance


def task(arg):
    obj = Singleton.instance()
    print(obj)
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()
time.sleep(20)
obj = Singleton.instance()
print(obj)

 

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>
<__main__.Singleton object at 0x02D6B110>

如此那般就基本上了,可是照旧有一点小难点,正是当程序执行时,执行了time.sleep(20)后,下边实例化对象时,此时已经是单例形式了,但我们依然加了锁,那样不太好,再实行一些优化,把intance方法,改成上边包车型地铁那样就行:

    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return Singleton._instance

那样,贰个能够帮忙八线程的单例格局就到位了

美高梅开户网址 5import
time import threading class Singleton(object): _instance_lock =
threading.Lock() def __init__(self): time.sleep(1) @classmethod def
instance(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(Singleton,
“_instance”): with Singleton._instance_lock: if not
hasattr(Singleton, “_instance”): Singleton._instance =
Singleton(*args, **kwargs) return Singleton._instance def task(arg):
obj = Singleton.instance() print(obj) for i in range(10): t =
threading.Thread(target=task,args=[i,]) t.start() time.sleep(20) obj =
Singleton.instance() print(obj) 完整代码

 

那种艺术贯彻的单例方式,使用时会有限定,以往实例化必须透过 obj = Singleton.instance()

借使用 obj=Singleton()
,那种措施得到的不是单例

 

3.基于__new__主意达成(推荐使用,方便)

通过下边例子,我们得以知晓,当我们兑现单例时,为了确定保证线程安全必要在其间参预锁

作者们领略,当大家实例化多少个指标时,是先实施了类的__new__方法(我们没写时,暗中同意调用object.__new__),实例化对象;然后再执行类的__init__方法,对这几个目的进行开头化,全体大家得以依照这一个,完毕单例方式

import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        pass


    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = object.__new__(cls)  
        return Singleton._instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1,obj2)

def task(arg):
    obj = Singleton()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x038B33D0> <__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>

 

应用这种格局的单例形式,未来实例化对象时,和平常实例化对象的法子一致 obj = Singleton() 

 

4.基于__美高梅开户网址 ,new__情势达成(推荐使用,方便)

通过上边例子,大家得以知晓,当大家兑现单例时,为了确认保证线程安全必要在其间参与锁

小编们领略,当大家实例化七个指标时,是先进行了类的__new__方法(大家没写时,暗中同意调用object.__new__),实例化对象;然后再执行类的__init__方法,对那些指标实行早先化,全部大家可以依据这些,达成单例方式

import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        pass


    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = object.__new__(cls)  
        return Singleton._instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1,obj2)

def task(arg):
    obj = Singleton()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

打字与印刷结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x038B33D0> <__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>

 

行使那种办法的单例形式,今后实例化对象时,和经常实例化对象的措施一致 obj = Singleton() 

 

3.基于__new__措施实现

由此地点例子,我们得以清楚,当大家达成单例时,为了确定保证线程安全需求在中间参与锁

大家领略,当大家实例化三个目的时,是先实施了类的__new__方法(我们没写时,暗许调用object.__new__),实例化对象;然后再执行类的__init__方法,对这几个指标举办初阶化,全体大家得以依据那个,完成单例情势

import threading
class Singleton(object):
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self):
        pass


    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        return Singleton._instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1,obj2)

def task(arg):
    obj = Singleton()
    print(obj)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])
    t.start()

打印结果如下:

<__main__.Singleton object at 0x038B33D0> <__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>
<__main__.Singleton object at 0x038B33D0>

 

使用那种艺术的单例方式,以往实例化对象时,和平日实例化对象的方法一致 obj = Singleton() 

 

四.基于metaclass情势完成

五.基于metaclass情势完成

四.基于metaclass格局完结

相关知识

"""
1.类由type创建,创建类时,type的__init__方法自动执行,类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建,创建对象时,类的__init__方法自动执行,对象()执行类的 __call__ 方法
"""

例子:

class Foo:
    def __init__(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        pass

obj = Foo()
# 执行type的 __call__ 方法,调用 Foo类(是type的对象)的 __new__方法,用于创建对象,然后调用 Foo类(是type的对象)的 __init__方法,用于对对象初始化。

obj()    # 执行Foo的 __call__ 方法    

 

元类的利用

class SingletonType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs): # 这里的cls,即Foo类
        print('cls',cls)
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)
        return obj

class Foo(metaclass=SingletonType): # 指定创建Foo的type为SingletonType
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls)

obj = Foo('xx')

 

连锁文化

"""
1.类由type创建,创建类时,type的__init__方法自动执行,类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建,创建对象时,类的__init__方法自动执行,对象()执行类的 __call__ 方法
"""

例子:

class Foo:
    def __init__(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        pass

obj = Foo()
# 执行type的 __call__ 方法,调用 Foo类(是type的对象)的 __new__方法,用于创建对象,然后调用 Foo类(是type的对象)的 __init__方法,用于对对象初始化。

obj()    # 执行Foo的 __call__ 方法    

 

元类的运用

class SingletonType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs): # 这里的cls,即Foo类
        print('cls',cls)
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)
        return obj

class Foo(metaclass=SingletonType): # 指定创建Foo的type为SingletonType
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls)

obj = Foo('xx')

 

连带知识

"""
1.类由type创建,创建类时候type的__init__方法自动执行,类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建,创建对象时候类的__init__方法自动执行,对象()执行类的 __call__ 方法
"""

例子:

class Foo:
    def __init__(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        pass

obj = Foo()
# 执行type的 __call__ 方法,调用 Foo类(是type的对象)的 __new__方法,用于创建对象,然后调用 Foo类(是type的对象)的 __init__方法,用于对对象初始化。

obj()    # 执行Foo的 __call__ 方法    

 

元类的选取

class SingletonType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        super(SingletonType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs): # 这里的cls,即Foo类
        print('cls',cls)
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs) # Foo.__init__(obj)
        return obj

class Foo(metaclass=SingletonType): # 指定创建Foo的type为SingletonType
    def __init__(self):
        pass
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

obj = Foo()

 

完成单例情势

import threading

class SingletonType(type):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "_instance"):
            with SingletonType._instance_lock:
                if not hasattr(cls, "_instance"):
                    cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name


obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)

 

 

兑现单例方式

import threading

class SingletonType(type):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "_instance"):
            with SingletonType._instance_lock:
                if not hasattr(cls, "_instance"):
                    cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name


obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)

 

 

贯彻单例格局

import threading

class SingletonType(type):
    _instance_lock = threading.Lock()
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "_instance"):
            with SingletonType._instance_lock:
                if not hasattr(cls, "_instance"):
                    cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name


obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1,obj2)

 

 

单例格局 单例模式(Singleton Pattern)
是一种常用的软件设计方式,该情势…

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