理论

单例模式的特点是确保类只有一个实例化对象被创建，并让程序可以全局访问这个对象。

常用于日志记录、数据库操作、打印机后台处理程序等，这些程序在运行过程中只能生成一个实例，以避免对同一资源产生相互冲突的请求。

单例模式是一种经过时间考验的成熟方法，能够在不带来太多缺陷的情况下提供全局访问点。

实战

1、利用python实现经典的单例模式

class Singleton:def __new__(cls):if not hasattr(cls, 'instance'):cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)return cls.instancea = Singleton()
a2 = Singleton()print(a, a2)# 运行结果
# <__main__.Singleton object at 0x109dbd750> <__main__.Singleton object at 0x109dbd750>

使用类名创建对象时，python的解释器首先调用__new__方法为对象分配空间，__new__方法是由object基类提供的内置静态方法，主要的作用有两个，一是在内存中为对象分配空间，二是返回对象的引用。

方法hasattr用于查看对象cls是否具有属性'instance'

2、懒汉实例化

在导入模块的时候，我们可能会无意中创建一个对象，但程序根本没用到它。

懒汉实例化的意思就是可以确保在实际需要的时候才创建对象，是一种节约资源的方式。

class Singleton:_instance = Nonedef __init__(self):if not Singleton._instance:print('instance未被创建')else:print('instance已经被创建：', self.getInstance())@classmethoddef getInstance(cls):if not cls._instance:cls._instance = Singleton()return cls._instances = Singleton()  # 实例化对象，但instance并未被创建
Singleton.getInstance()  # 创建对象
s1 = Singleton()  # 实例化对象， instance已被创建#  运行结果
'''
instance未被创建
instance未被创建
instance已经被创建： <__main__.Singleton object at 0x103c7f750>
'''

3、模块级别的单例模式

所有的模块都默认为单例，这是由python的导入行为决定的。

在导入一个模块时，python的工作方式为：

检查这个模块是否已经被导入。
如果已经导入，则返回这个模块的对象，如果没有导入，就导入这个模块，并实例化。

模块在导入的时候就会被初始化，同一个模块再次被导入的时候，它不会再初始化，因为单例模式只有一个对象，它会返回同一个对象。

4、Monostate单例模式

上面我们所说的单例模式指的是GoF（the Gang of Four, GoF）的单例设计模式，核心思想是：一个类有且只有一个对象。

但有另一种说法，Alex Martelli认为通常程序员需要的是让实例共享相同的状态，他建议开发人员应该关注状态和行为，而不是同一性。这个概念关注的是所有对象共享相同状态，因此被称为Monostate（单态）模式。

Monostate模式可以通过python轻松实现。

class Borg:__shared_state = {'1': '2'}def __init__(self):self.x = 1self.__dict__ = self.__shared_stateb = Borg()
b1 = Borg()
b.x = 4print(b)
print(b1)
print(b.__dict__)
print(b1.__dict__)# 运行结果
'''
<__main__.Borg object at 0x10d0a5e50>
<__main__.Borg object at 0x10d1756d0>
{'1': '2', 'x': 4}
{'1': '2', 'x': 4}
'''

python使用__dict__存储一个实例化对象中所有变量的状态。

在上面代码中，在类初始化时我们把类属性__shared_state赋值给__dict__，经过这一步骤，Borg的所有实例化对象的__dict__都将指向__shared_state，也就是说Borg所有实例化对象的__dict__变量成为了同一个变量。

当对象b的实例属性x发生变化，这个变化会反映到对象b的__dict__属性上，由于所有实例化对象的__dict__都指向同一个类属性__shared_state，实例属性__dict__发生变化等同于类属性__shared_state发生变化，这将导致所有实例化对象的__dict__属性发生变化。因此，在实例化对象b的属性x发生变化时，另一个实例化对象b1的实例属性x也会随着发生变化。

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