Python 实现单例模式

时间: 2019-12-23阅读: 67标签: Python

程序员从来不缺对象,想 new 几个就 new 几个。


但是对象多了难免会出点问题,指不定哪天哪个对象就爆炸了。单例模式就是为了解决这个问题,无论 new 了几次,都只能存在一个对象,类似一些网站的登录,就是通过这种方式,实现只能有一个账号登录之类的功能。

首先可以简单地实现一下:

class Singleton(object):
    __instance = None

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

    @classmethod
    def get_instance(cls, *args, **kwargs):
        if not cls.__instance:
            cls.__instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return cls.__instance


obj1 = Singleton.get_instance()
obj2 = Singleton.get_instance()

print(obj1)
print(obj2)

输出如下,可以看出两个对象 obj1 和 obj2 是同一个地址,即这个时候只有一个对象。

<__main__.Singleton object at 0x0000015F47A2CC88>
<__main__.Singleton object at 0x0000015F47A2CC88>

但这种方法不是线程安全的

import threading
import time


class Singleton(object):
    __instance = None

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        time.sleep(1)

    @classmethod
    def get_instance(cls, *args, **kwargs):
        if not cls.__instance:
            cls.__instance = Singleton(*args, **kwargs)
        return cls.__instance


def task():
    obj = Singleton.get_instance()
    print(obj)


for i in range(6):
    threading.Thread(target=task).start()

输出结果,出现了多个对象:

<__main__.Singleton object at 0x0000028A133F1F48>
<__main__.Singleton object at 0x0000028A134C93C8>
<__main__.Singleton object at 0x0000028A134C9288>
<__main__.Singleton object at 0x0000028A134C9148>
<__main__.Singleton object at 0x0000028A134BEFC8>
<__main__.Singleton object at 0x0000028A134C9508>

而且上面这种方法只有第一次 get_instance() 的时候能给对象传递参数,总之有许多弊端。Python 提供了 __new__ 方法正好完美解决了这个问题,再加上锁,就能实现一个线程安全的单例模式

import threading
import time


class Singleton(object):
    __lock = threading.Lock()
    __instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        with cls.__lock:
            if not cls.__instance:
                cls.__instance = super().__new__(cls)
        return cls.__instance

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        time.sleep(1)


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


if __name__ == '__main__':
    for i in range(6):
        threading.Thread(target=task).start()

输出结果:

<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
<__main__.Singleton object at 0x000001DA4A1C0F88>
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