所謂單例，是指一個類的實例從始至終只能被創建一次。
方法1
如果想使得某個類從始至終最多只有一個實例，使用__new__方法會很簡單。Python中類是通過__new__來創建實例的：
class Singleton(object):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, '_inst'):
cls._inst = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._inst
if __name__ == '__main__':
class A(Singleton):
def __init__(self, s):
self.s = s
a = A('apple')
b = A('banana')
print id(a), a.s
print id(b), b.s
結果：
29922256 banana 29922256 banana
通過__new__方法，將類的實例在創建的時候綁定到類屬性_inst上。如果cls._inst為None，說明類還未實例化，實例化並將實例綁定到cls._inst，以后每次實例化的時候都返回第一次實例化創建的實例。注意從Singleton派生子類的時候，不要重載__new__。
方法2：
有時候我們並不關心生成的實例是否具有同一id，而只關心其狀態和行為方式。我們可以允許許多個實例被創建，但所有的實例都共享狀態和行為方式：
class Borg(object):
_shared_state = {}
def __new__(cls, *args, **kwargs):
obj = super(Borg,cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
obj.__dict__ = cls._shared_state
return obj
將所有實例的__dict__指向同一個字典，這樣實例就共享相同的方法和屬性。對任何實例的名字屬性的設置，無論是在__init__中修改還是直接修改，所有的實例都會受到影響。不過實例的id是不同的。要保證類實例能共享屬性，但不和子類共享，注意使用cls._shared_state,而不是Borg._shared_state。
因為實例是不同的id，所以每個實例都可以做字典的key：
if __name__ == '__main__':
class Example(Borg):
pass
a = Example()
b = Example()
c = Example()
adict = {}
j = 0
for i in a, b, c:
adict[i] = j
j += 1
for i in a, b, c:
print adict[i]
結果：
0 1 2
如果這種行為不是你想要的，可以為Borg類添加__eq__和__hash__方法，使其更接近於單例模式的行為：
class Borg(object):
_shared_state = {}
def __new__(cls, *args, **kwargs):
obj = super(Borg,cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
obj.__dict__ = cls._shared_state
return obj
def __hash__(self):
return 1
def __eq__(self, other):
try:
return self.__dict__ is other.__dict__
except:
return False
if __name__ == '__main__':
class Example(Borg):
pass
a = Example()
b = Example()
c = Example()
adict = {}
j = 0
for i in a, b, c:
adict[i] = j
j += 1
for i in a, b, c:
print adict[i]
結果：
2 2 2
所有的實例都能當一個key使用了。
方法3
當你編寫一個類的時候，某種機制會使用類名字，基類元組，類字典來創建一個類對象。新型類中這種機制默認為type，而且這種機制是可編程的，稱為元類__metaclass__ 。
class Singleton(type):
def __init__(self, name, bases, class_dict):
super(Singleton,self).__init__(name, bases, class_dict)
self._instance = None
def __call__(self, *args, **kwargs):
if self._instance is None:
self._instance = super(Singleton,self).__call__(*args, **kwargs)
return self._instance
if __name__ == '__main__':
class A(object):
__metaclass__ = Singleton
a = A()
b = A()
print id(a), id(b)
結果：
34248016 34248016
id是相同的。
例子中我們構造了一個Singleton元類，並使用__call__方法使其能夠模擬函數的行為。構造類A時，將其元類設為Singleton，那么創建類對象A時，行為發生如下：
A=Singleton(name,bases,class_dict),A其實為Singleton類的一個實例。
創建A的實例時，A()=Singleton(name,bases,class_dict)()=Singleton(name,bases,class_dict).__call__()，這樣就將A的所有實例都指向了A的屬性_instance上，這種方法與方法1其實是相同的。
方法4
python中的模塊module在程序中只被加載一次，本身就是單例的。可以直接寫一個模塊，將你需要的方法和屬性，寫在模塊中當做函數和模塊作用域的全局變量即可，根本不需要寫類。
而且還有一些綜合模塊和類的優點的方法：
class _singleton(object):
class ConstError(TypeError):
pass
def __setattr__(self, name, value):
if name in self.__dict__:
raise self.ConstError
self.__dict__[name] = value
def __delattr__(self, name):
if name in self.__dict__:
raise self.ConstError
raise NameError
import sys
sys.modules[__name__] = _singleton()
python並不會對sys.modules進行檢查以確保他們是模塊對象，我們利用這一點將模塊綁定向一個類對象，而且以后都會綁定向同一個對象了。
將代碼存放在single.py中：
>>> import single >>> single.a=1 >>> single.a=2 ConstError >>> del single.a ConstError
方法5
最簡單的方法：
class singleton(object):
pass
singleton = singleton()
將名字singleton綁定到實例上，singleton就是它自己類的唯一對象了。