一、概述
单例是一种 设计模式，应用该模式的类只会生成一个实例。
单例模式保证了在程序的不同位置都可以且仅可以取到同一个对象实例，如果实例不存在，会创建一个实例；如果已存在就会返回这个实例。因为单例是一个类，所以你也可以为其提供相应的操作方法，以便于对这个实例进行管理
举个例子来说：比如我们在自动化测试框架中，会经常用到数据库操作。假设测试环境有多套，而数据库的连接信息也是不相同的，那么我们在框架中会定义一个工具类（Manager）专门来管理数据库的连接info、环境切换等。然后这个类可能会被很多地方调用，每次调用这个类都会创建一个实例，那么问题来了 ? 现在我不想程序每次调用的时候都创建一个实例，我想统一管理。我只创建一个实例，当其他地方需要的时候直接调用这个实例即可，这样一来便于管理和节省资源。在这种情况下，单例模式 就可以大展拳脚了。
接下来看下 Singleton 几种实现方式：
1.模块导入模拟
2.装饰器实现
3.重写__new__/__init__
4.自定义 metaclass
模块导入模拟
无意中在一篇博客中看到这个例子，很形象的体现了单例。
python 的模块就是天然的单例模式, 模块在第一次导入时, 生成.pyc文件, 以后就直接加载.pyc文件了. 如此, 我们直接将类放到模块中来试试
#a.py
class Person:
def __init__(self, name):
self.__name = namedef __repr__(self):
return self.__nameangst = Person("Angst")
#b.py
from design_patterns.singleton import angst
print(angst)
# 要使用这个单例类的话，直接导入即可。当然这个例子并不能让我们了解如何去设计单例模式。仅供参考~00~
装饰器实现
装饰器可以动态的修改一个类或函数的功能。接下来可以使用装饰器来装饰某个类，使其只能生成一个实例：
id()可用来查看对象在内存地址，这里 angst 和 amy 的 id 值相同，说明他们指向了同一个对象。
装饰器的实质就是对传进来的参数对象进行补充，可以在不对原有的类做任何代码变动的情况下增加额外的功能。用装饰器的方式来实现单例模式通用性较高，在实际项目中用的比较多，推荐使用。如果对装饰器的原理和方法有兴趣的小伙伴，可以看我的另一篇：Python 装饰器（Decorator）用法详解 - 简书
重写__new__/__init__
在Python3，__new__负责对象的创建，而__init__负责对象的初始化，注意：__new__是一个类方法,__init__是一个对象实例方法。__new__是通过类名惊醒实例化对象时自动调用的，__init__是在每一次实例化对象之后调用的，__new__方法创建一个实例之后需要返回这个实例，并将其传递给__init__方法的self参数。
Python中__new__和__init__都是public类型的，所以我们需要通过重写__new__和__init__方法来改造对象的创建，从而实现单例模式。如果有对这些魔术方法的实现原理和用法不是很清楚，有感兴趣的小伙伴可以看下我的另一篇：Python magic __method__ 学习笔记 - 简书
自定义 metaclass
示例代码中，首先通过继承 type 自定义了一个metaclass（Singletion），然后使用 它来控制对象的实例化过程。在定义类时，我们可以通过显式的指定 metaclass 为Singleton。
自定义 metaclass 来实现单例，需要我们在类的创建时进行干预，从而达到实现单例的目的。如果有对type/metaclass 的原理不理解的，可以去看看我的另一篇：Python metaclass/type 原理详解 - 简书
实践总结
应用场景：
1.当你希望你的某个类只有一个且只能有一个实例。
2.项目中的一些全局管理类（Manager）等
本篇讲的单例模式的过程中，涉及到的一些高级进阶 Python 语法，包括 装饰器、metaclass、type、super、魔术方法 等等。对于新手小伙伴可能难以理解，有兴趣的可以去看看我的其他学习笔记。希望能够对你们有所帮助。喜欢的可以收藏+留言讨论
本篇学习笔记的部分技术概念来自《人人都懂设计模式》，感兴趣的小伙伴也可以去看看.....
