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在Python中似乎有许多定义单例的方法。对于堆栈溢出是否有共识？
我不认为这是真正的需要，因为一个具有函数(而不是类)的模块可以作为一个单例来使用。它的所有变量都将绑定到模块，模块无论如何都不能重复实例化。
如果您确实希望使用一个类，那么就没有办法在Python中创建私有类或私有构造函数，因此除了在使用API时通过约定之外，您不能防止多次实例化。我仍然将方法放在一个模块中，并将该模块视为单例。
这是我自己的单例实现。你所要做的就是修饰这个类；为了得到单例，你必须使用Instance方法。下面是一个例子：
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| @Singleton
class Foo:
def __init__(self):
print 'Foo created'
f = Foo() # Error, this isn't how you get the instance of a singleton
f = Foo.instance() # Good. Being explicit is in line with the Python Zen
g = Foo.instance() # Returns already created instance
print f is g # True |
代码如下：
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| class Singleton:
"""
A non-thread-safe helper class to ease implementing singletons.
This should be used as a decorator -- not a metaclass -- to the
class that should be a singleton.
The decorated class can define one `__init__` function that
takes only the `self` argument. Also, the decorated class cannot be
inherited from. Other than that, there are no restrictions that apply
to the decorated class.
To get the singleton instance, use the `instance` method. Trying
to use `__call__` will result in a `TypeError` being raised.
"""
def __init__(self, decorated):
self._decorated = decorated
def instance(self):
"""
Returns the singleton instance. Upon its first call, it creates a
new instance of the decorated class and calls its `__init__` method.
On all subsequent calls, the already created instance is returned.
"""
try:
return self._instance
except AttributeError:
self._instance = self._decorated()
return self._instance
def __call__(self):
raise TypeError('Singletons must be accessed through `instance()`.')
def __instancecheck__(self, inst):
return isinstance(inst, self._decorated) |
您可以这样重写__new__方法：
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| class Singleton(object):
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls._instance:
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(
cls, *args, **kwargs)
return cls._instance
if __name__ == '__main__':
s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
if (id(s1) == id(s2)):
print"Same"
else:
print"Different" |
在python中实现singleton的一个稍有不同的方法是由alex martelli(Google员工和python genius)开发的borg模式。
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| class Borg:
__shared_state = {}
def __init__(self):
self.__dict__ = self.__shared_state |
因此，它们共享状态，而不是强制所有实例具有相同的标识。
模块方法工作良好。如果我绝对需要一个单例，我更喜欢元类方法。
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| class Singleton(type):
def __init__(cls, name, bases, dict):
super(Singleton, cls).__init__(name, bases, dict)
cls.instance = None
def __call__(cls,*args,**kw):
if cls.instance is None:
cls.instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kw)
return cls.instance
class MyClass(object):
__metaclass__ = Singleton |
请参阅PEP318中的此实现，使用修饰器实现单例模式：
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| def singleton(cls):
instances = {}
def getinstance():
if cls not in instances:
instances[cls] = cls()
return instances[cls]
return getinstance
@singleton
class MyClass:
... |
正如公认的答案所说，最惯用的方法就是只使用一个模块。
考虑到这一点，这里有一个概念证明：
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| def singleton(cls):
obj = cls()
# Always return the same object
cls.__new__ = staticmethod(lambda cls: obj)
# Disable __init__
try:
del cls.__init__
except AttributeError:
pass
return cls |
有关__new__的更多详细信息，请参见python数据模型。
例子：
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| @singleton
class Duck(object):
pass
if Duck() is Duck():
print"It works!"
else:
print"It doesn't work!" |
笔记：
为此，必须使用新的样式类(从object派生)。
单例在定义时初始化，而不是第一次使用它。
这只是一个玩具的例子。我从未在生产代码中实际使用过它，也不打算这样做。
我对此很不确定，但我的项目使用的是"约定单件"(不是强制单件)，也就是说，如果我有一个名为DataController的类，我在同一个模块中定义它：
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| _data_controller = None
def GetDataController():
global _data_controller
if _data_controller is None:
_data_controller = DataController()
return _data_controller |
它不优雅，因为它是一个完整的六行。但我所有的单子都使用这种模式，而且至少非常明确(这是Python式的)。
有一次我用python编写了一个singleton，我使用了一个类，其中所有成员函数都有classmethod修饰符。
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| class foo:
x = 1
@classmethod
def increment(cls, y = 1):
cls.x += y |
python文档确实包括以下内容：
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| class Singleton(object):
def __new__(cls, *args, **kwds):
it = cls.__dict__.get("__it__")
if it is not None:
return it
cls.__it__ = it = object.__new__(cls)
it.init(*args, **kwds)
return it
def init(self, *args, **kwds):
pass |
我可能会把它改写成这样：
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| class Singleton(object):
"""Use to create a singleton"""
def __new__(cls, *args, **kwds):
"""
>>> s = Singleton()
>>> p = Singleton()
>>> id(s) == id(p)
True
"""
self ="__self__"
if not hasattr(cls, self):
instance = object.__new__(cls)
instance.init(*args, **kwds)
setattr(cls, self, instance)
return getattr(cls, self)
def init(self, *args, **kwds):
pass |
扩展这一点应该比较干净：
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| class Bus(Singleton):
def init(self, label=None, *args, **kwds):
self.label = label
self.channels = [Channel("system"), Channel("app")]
... |
谷歌测试博客上也有一些有趣的文章，讨论了为什么singleton是/可能是坏的，并且是反模式的：
- 单身是病态的骗子
- 单身汉都去哪儿了？
- 单子的根本原因
如果您想继续装饰(注释)类，那么创建单例装饰器(也称为注释)是一种优雅的方法。然后将@singleton放在类定义之前。
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| def singleton(cls):
instances = {}
def getinstance():
if cls not in instances:
instances[cls] = cls()
return instances[cls]
return getinstance
@singleton
class MyClass:
... |
下面是彼得·诺维格的python iaq中的一个例子，如何在python中使用singleton模式？(您应该使用浏览器的搜索功能来查找此问题，没有直接链接，抱歉)
布鲁斯·埃克尔在他的《用Python思考》一书中也有另一个例子(同样也没有直接链接到代码)。
我认为将类或实例强制为单例是过分的。我个人喜欢定义一个普通的可实例化类、一个半私有引用和一个简单的工厂函数。
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| class NothingSpecial:
pass
_the_one_and_only = None
def TheOneAndOnly():
global _the_one_and_only
if not _the_one_and_only:
_the_one_and_only = NothingSpecial()
return _the_one_and_only |
或者，如果在模块首次导入时实例化没有问题：
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| class NothingSpecial:
pass
THE_ONE_AND_ONLY = NothingSpecial() |
这样，您就可以针对没有副作用的新实例编写测试，并且不需要用全局语句散布模块，如果需要，您可以在将来派生变量。
好吧，我知道，单身汉可以是好人也可以是坏人。这是我的实现，我只是扩展了一个经典的方法来在内部引入一个缓存，并生成许多不同类型的实例，或者许多相同类型的实例，但参数不同。
我称之为singleton_group，因为它将类似的实例分组在一起，并防止创建具有相同参数的同一类的对象：
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| # Peppelinux's cached singleton
class Singleton_group(object):
__instances_args_dict = {}
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls.__instances_args_dict.get((cls.__name__, args, str(kwargs))):
cls.__instances_args_dict[(cls.__name__, args, str(kwargs))] = super(Singleton_group, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls.__instances_args_dict.get((cls.__name__, args, str(kwargs)))
# It's a dummy real world use example:
class test(Singleton_group):
def __init__(self, salute):
self.salute = salute
a = test('bye')
b = test('hi')
c = test('bye')
d = test('hi')
e = test('goodbye')
f = test('goodbye')
id(a)
3070148780L
id(b)
3070148908L
id(c)
3070148780L
b == d
True
b._Singleton_group__instances_args_dict
{('test', ('bye',), '{}'): <__main__.test object at 0xb6fec0ac>,
('test', ('goodbye',), '{}'): <__main__.test object at 0xb6fec32c>,
('test', ('hi',), '{}'): <__main__.test object at 0xb6fec12c>} |
每个对象都带有单例缓存…这可能是邪恶的，但对某些人来说效果很好。)
由于对Python比较陌生，我不知道最常见的习惯用法是什么，但是我能想到的最简单的一点就是使用模块而不是类。类上的实例方法会变成模块中的函数，任何数据都会变成模块中的变量，而不是类的成员。我怀疑这是解决人们使用单胎技术解决问题的方法。
如果您真的想要一个singleton类，那么对于"python singleton"，在第一次点击谷歌时就有一个合理的实现描述，具体来说：
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| class Singleton:
__single = None
def __init__( self ):
if Singleton.__single:
raise Singleton.__single
Singleton.__single = self |
这似乎起到了作用。
由activestate提供的python实现的singleton模式。
看起来诀窍是将应该只有一个实例的类放入另一个类中。
我的简单解决方案是基于函数参数的默认值。
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| def getSystemContext(contextObjList=[]):
if len( contextObjList ) == 0:
contextObjList.append( Context() )
pass
return contextObjList[0]
class Context(object):
# Anything you want here |
辛格尔顿的同父异母兄弟
我完全同意Staale的观点，我在这里留下了一个创建独生子女同父异母兄弟的样本：
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| class void:pass
a = void();
a.__class__ = Singleton |
a现在将报告为与Singleton属于同一类，即使它看起来不像。因此，使用复杂类的单子最终取决于我们对它们没有太多的干扰。
正因为如此，我们可以有同样的效果，使用更简单的东西，比如变量或模块。不过，如果为了清晰起见而使用类，并且因为在Python中，类是一个对象，所以我们已经拥有了该对象(不是和实例，但它的作用与之类似)。
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| class Singleton:
def __new__(cls): raise AssertionError # Singletons can't have instances |
在这里，如果我们尝试创建一个实例，就会有一个很好的断言错误，并且我们可以存储派生静态成员，并在运行时对它们进行更改(我喜欢Python)。这个对象和其他大约一半的兄弟一样好(如果您愿意，您仍然可以创建它们)，但是由于简单性，它的运行速度会更快。
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| class Singleton(object[,...]):
staticVar1 = None
staticVar2 = None
def __init__(self):
if self.__class__.staticVar1==None :
# create class instance variable for instantiation of class
# assign class instance variable values to class static variables
else:
# assign class static variable values to class instance variables |
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| class Singeltone(type):
instances = dict()
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__name__ not in Singeltone.instances:
Singeltone.instances[cls.__name__] = type.__call__(cls, *args, **kwargs)
return Singeltone.instances[cls.__name__]
class Test(object):
__metaclass__ = Singeltone
inst0 = Test()
inst1 = Test()
print(id(inst1) == id(inst0)) |
如果您不希望使用上述基于元类的解决方案，并且不喜欢基于函数修饰器的简单方法(例如，因为在这种情况下，singleton类上的静态方法将不起作用)，那么这种折衷方法会起作用：
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| class singleton(object):
"""Singleton decorator."""
def __init__(self, cls):
self.__dict__['cls'] = cls
instances = {}
def __call__(self):
if self.cls not in self.instances:
self.instances[self.cls] = self.cls()
return self.instances[self.cls]
def __getattr__(self, attr):
return getattr(self.__dict__['cls'], attr)
def __setattr__(self, attr, value):
return setattr(self.__dict__['cls'], attr, value) |
