3分钟学会设计模式 -- 单例模式

►单例模式

►使用场景

在编写软件时,对于某些类来说,只有一个实例很重要。例如,一个系统中可以存在多个打印任务,但是只能有一个正在工作的任务;一个系统中可以多次查询数据库,但是只需要一个连接,而不是每次查询都重新创建一个连接,因为重复创建数据库连接会浪费内存资源。因此这种情况下确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。

如何保证一个类只有一个实例并方便访问呢?定义一个全局变量可以确保对象随时可以访问,但不能防止实例化多个对象。一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式的使用场景。

►python实现

python中实现单例模式的方法很多,常用方法如下:

重写__new__

类实例化时是调用__new__方法创建对象的,所以只要控制__new__方法创建对象是只生成一个实例即可。

复制代码
class DB:
    instance = None
 
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls.instance
db1 = DB()
db2 = DB()
print(db1)
print(db2)

运行代码结果如下:

复制代码
<__main__.DB object at 0x000001BD06E55F70>
<__main__.DB object at 0x000001BD06E55F70>

►装饰器

将类的唯一实例保存在类属性上,然后通过类装饰器,在实例化时检查这个属性来控制只生成一个实例。

复制代码
def single_obj(cls):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = cls(*args, **kwargs)
        return cls.instance
    return wrapper
 
@single_obj
class DB:
    instance = None
 
db1 = DB()
db2 = DB()
print(db1)
print(db2)

运行代码结果如下:

复制代码
<__main__.DB object at 0x000001E485395970>
<__main__.DB object at 0x000001E485395970>

►元类

python中元类是用于创建类对象的类,类对象创建实例对象时一定会调用__call__方法,因此重写元类的__call__方法,保证在调用__call__时只创建一个实例即可。

复制代码
class SingleObj(type):
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if getattr(cls, 'instance', None) is None:
            cls.instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls.instance
 
class DB(metaclass=SingleObj):
    pass
 
db1 = DB()
db2 = DB()
 
print(db1)
print(db2)

代码运行结果如下:

复制代码
<__main__.DB object at 0x00000252D5AE4F70>
<__main__.DB object at 0x00000252D5AE4F70>

最后感谢每一个认真阅读我文章的人,礼尚往来总是要有的,虽然不是什么很值钱的东西,如果你用得到的话可以直接拿走:

相关推荐
程序员黑豆4 小时前
Java包装类:基本类型与对象的桥梁
java·前端·ai编程
mldong8 小时前
"applicant" 契约:退回发起人的闭环设计
java·架构
月华路8 小时前
G1 垃圾回收:脏卡队列、记忆集与并发精化线程机制
java·开发语言
用户938515635078 小时前
工厂模式与 Nest.js 核心思想 —— 从蜜雪冰城到企业级架构
后端·设计模式·nestjs
gugucoding9 小时前
47. 【Java】Java内存模型(JMM)与可见性
java·开发语言
zww89491119 小时前
校园跑腿系统开发实战指南:从需求分析到上线部署全流程解析
java
Fluxart.ai10 小时前
电商商品图审核怎么自动化?规则引擎、人工复核与发布门禁
java·前端·自动化
名字还没想好☜10 小时前
Java 线上内存泄漏排查实战:jmap 导堆、MAT 找 GC Roots 与四类常见泄漏
java·开发语言·jvm·内存泄漏
IT爱学堂12 小时前
尚硅谷 - 2025年3月Java+AI大模型应用开发
java·开发语言·人工智能
烬羽12 小时前
从 nest new 到 Hello World:一个最小 NestJS 项目,讲透工厂 + 装饰器 + 模块化
设计模式·node.js·nestjs