python单例模式

单例模式：
单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场。

比如，某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中，客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间，有很多地方都需要使用配置文件的内容，也就是说，很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例，这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象，而这样会严重浪费内存资源，尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上，类似 AppConfig 这样的类，我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。

单例模式的要点有三个：
一是某个类只能有一个实例；
二是它必须自行创建这个实例；
三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

在python 中常使用的实现单例模式的方式有：

• 使用模块
• 使用 new
• 使用装饰器（decorator）
• 使用元类（metaclass）

（1）模块：其实python中的模块就是天然的单例模式。

#test1.py
class Myclass(object):
	def foo(self):
		print("---test---")
my_class_obj1 = Myclass()

将上面的代码保存为test1.py，然后将test1.py当做模块导入，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。

from .tests1 import my_class_obj1
my_class_obj.foo()

（2）使用__new__方法

class MyClass（object）:
	_instance = None
	def __new__(cls,*args,**kwargs):
		if not cls._instance:
			 cls._instance = super(MyClass, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance
        class MyClass1(MyClass):
    a = 1	

在上面的代码中，我们将类的实例和一个类变量 _instance 关联起来，如果 cls._instance 为 None 则创建实例，否则直接返回 cls._instance。

test1 = MyClass()
test2 = MyClass()
print(test1 == test2) #True
print(test1 is test2) #True

（3）使用装饰器
装饰器（decorator）可以动态地修改一个类或函数的功能。

from functools import wraps
 
 
def singleton(cls):
    instances = {}
 
    @wraps(cls)
    def getinstance(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]
 
    return getinstance
 
 
@singleton
class MyClass(object):
    a = 1

在上面，我们定义了一个装饰器 singleton，它返回了一个内部函数 getinstance，该函数会判断某个类是否在字典 instances 中，如果不存在，则会将 cls 作为 key，cls(*args, **kwargs) 作为 value 存到 instances 中，否则，直接返回 instances[cls]。

（4）使用元类（metaclass）
元类（metaclass）可以控制类的创建过程，它主要做三件事：

• 拦截类的创建
• 修改类的定义
• 返回修改后的类

class Singleton(type):
    _instances = {}
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]
 
 
# Python2
# class MyClass(object):
#     __metaclass__ = Singleton
 
# Python3
class MyClass(metaclass=Singleton):
   pass