目的: 单个进程中只存在一个类的实例，从而可以实现数据的共享，节省系统开销，防止io阻塞等等
如何解决:判断系统是否已有这个单例,如果有则返回,如果没有就创建
但是在多进程的应用中，单例模式就实现不了了，例如一些web应用，django，这些，因为会启动多条进程来监听http请求，这样的会通过单例模式是实现不了数据共享的，也就是实现不了单例模式的目的了，这时需要用进程间通信方法来实现数据共享，当然也可以尝试使用redis这些数据库实现数据共享，因为它们的读取数据较快。
普通模式
class A(object):
def __init__(self,name,male):
self.name = name
self.name = male
#实例化多个对象
obj1 = A('ben','boy')
obj2 = A('min','girl')
obj3 = A('miao','boy')
##打印内存地址，可以看到内存地址都是不一样的
print id(obj1),id(obj2),id(obj3)
单例模式有三种方法:
第一种方法:装饰器方法
def singleton(cls):
instances = {}
def wrapper(*args, **kwargs):
if cls not in instances: # 如果类没有在 字典中
instances[cls] = cls(*args, **kwargs) # { 类名: 实例对象 }
return instances[cls]
return wrapper
@singleton
class Foo(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
foo1 = Foo('a')
foo2 = Foo('b')
print id(foo1) 2794874519960
print id(foo2) 2794874519960
第二种方法 使用基类 注意此种方法不接受参数
class DiJi:
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls,'_instance'):
cls._instance = super(DiJi, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._instance
class Foo(DiJi):
pass
foo1 = Foo()
foo2 = Foo()
print id(foo1)
print id(foo2)
第三种方法: 使用元类
元类: 用于创建类的类,类对象创建实例对象时一定会调用
__call__方法,因此在调用__call__时候保证始终创建一个实例即可,type是python中的一个元类
class Singleton(type):
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, '_instance'):
cls._instance = super().__call__(*args, **kwargs)
return cls._instance
class Foo(metaclass = Singleton): 不可修改
def __init__(self,name):
self.name = name
foo1 = Foo('s')
foo2 = Foo('a')
print(id(foo1))
print(id(foo2))
print (foo1 is foo2)
结果
3128008950336
3128008950336
True
第四种方法: 使用模块
模块是天然的单例模式,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。
ce.py 在这个文件中
class Singleton(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
在另一个文件中
import ce2
print(id(ce2.Singleton('a')))
print(id(ce2.Singleton('b')))
print(id(ce2.Singleton('a')) == id(ce2.Singleton('b')))
结果
1912694489664
1912694489664
True
多线程中的单例模式
进程: 系统进行资源分配和调度的最小单位
线程: CPU调度和分派的最小单位
协程: 用户控制的轻量级线程
加锁！未加锁部分并发执行,加锁部分串行执行,速度降低,但是保证了数据安全
import time
import os
import threading
class Singleton(object):
_instance_lock = threading.Lock() 线程锁
def __init__(self,xxx):
self.xxx = xxx
time.sleep(1)
@classmethod
def instance(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Singleton, "_instance"): 返回对象是否具有具有给定名称的属性。这是通过调用getattr（obj，name）
with Singleton._instance_lock: 校验是否有线程锁
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)
return Singleton._instance
def task(arg):
print(arg)
obj = Singleton.instance(arg)
print('子线程>>',obj)
# print('父进程PID',os.getppid())
# print('当前进程PID:', os.getpid())
for i in range(10):
t = threading.Thread(target=task,args=[i,]).start() # 开启子线程
time.sleep(5)
obj = Singleton.instance() '类调用类方法 和 对象调用实例方法相同 cls和self不用传参,因为cls和self就代指的是类和对象,如果instance不是类方法,那就必须传递一个位置参数 cls'
print('主进程',obj)
结果
数字就不列举了
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
子线程>> <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
主进程 <__main__.Singleton object at 0x000001737DDCB518>
