单例模式
单例模式（Singleton Pattern）属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建，并提供一种访问其唯一对象的方式。
特点：
1.单例类只能有一个实例
2.单利类必须自己创建自己的唯一实例
3.单例类必须给其他对象提供这一实例
解决问题：
一个全局使用的类，频繁的创建于销毁。
使用场景：
需要控制实例数目，节省系统资源的时候。
创建方法：
判断单例类当前是否存在实例，如果有则返回这个实例，没有就创建
实际用法：
1.创建一个对象需要消耗过多的资源，比如I/O与数据库连接等
2.Web中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，先用单利缓存起来
3.线程池的设计一般也才有单例模式，方便线程控制
4.应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
代码实现：
1.使用模块
# 1.使用模块:
"""Python 的模块就是天然的单例模式，因为模块在第一次导入时，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。""" class Singleton(object): def foo(self):
pass singleton = Singleton() # 将上面的代码保存在文件 mysingleton.py 中，要使用时，直接在其他文件中导入此文件中的对象，这个对象即是单例模式的对象
# from mysingleton import singleton
2.使用元类metaclass
# 2.使用元类metaclass
"""
1.类由type创建，创建类时，type的__init__方法自动执行，类实例化，执行type的 __call__方法
2.对象由类创建，创建对象时，类的__init__方法自动执行，对象()执行类的 __call__ 方法
""" class Singleton(type):
"""
在元类Singleton的__call__方法对类属性__instance进行判断，如果__instance为None，
说明类还未进行实例化，那么调用元类的父类（元类是type的子类）type的__call__方法，
同时赋值给 cls.__instance。如果 cls.__instance 不为None，
说明类已经进行过实例化，直接返回之前存储在类属性cls.__instance 中的类实例，即实现单例模式。
"""
def __init__(cls, *args, **kwargs):
cls.__instance = None
super().__init__(*args, **kwargs) def __call__(cls, *args, **kwargs):
if not cls.__instance:
cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
return cls.__instance class Foo(metaclass=Singleton):
pass foo1 = Foo()
foo2 = Foo()
print(foo1 is foo2)
3.使用__new__方法
# 3.使用__new__方法
class Singleton(object):
"""当我们实例化一个对象时，是先执行了类的__new__方法（我们没写时，默认调用object.__new__），
实例化对象,然后再执行类的__init__方法，对这个对象进行初始化，
所有我们可以基于这个，实现单例模式""" def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, '_instance'): # 关键在于每一次实例化，我们都返回这同一个_instance对象
cls._instance = super().__new__(cls)
return cls._instance class Foo(Singleton):
def __init__(self):
pass foo1 = Foo()
foo2 = Foo()
print(foo2 is foo1)
4.使用装饰器
# 4.使用装饰器
def singleton(cls):
instance = {} def get_singleton(*args, **kwargs):
if cls not in instance: # 判断是否存在字典中
instance[cls] = cls(*args, **kwargs) # 这里相当于Foo()
return instance[cls] return get_singleton @singleton
class Foo:
pass foo1 = Foo()
foo2 = Foo()
print(foo1 is foo2)