Python單例模式剖析

在聊這之前我們首先要明確的是，單例模式在實際中的意義以及在python中具有實現的價值？

當前，相信有很多人支持單例模式，也有不少人反對，尤其是在python中，目前依舊具有很大的爭議性。我們要在評論之前首先要了解單例模式

什么是單例模式？

顧名思義：就是單個模式

單例模式是一種常見的軟件設置模式，在它的核心結構中只包含一個被稱為單例類的特殊類，通過單例模式可以保證系統中的一個類只有一個實例而且該實例易於外界訪問，從而方便對實例個數的控制並節約系統資源。如果希望在系統中某個對象只能存在一個，單例模式是最好的解決方案。

單例模式的要點有三類

• 某個類只能有一個實例
• 它必須創建這個實例
• 它必須自行向整個系統提供這個實例

但是從具體角度實現來說的話，又可以分為三點

• 單例模式的類只能提供私有的構造函數
• 類定義中含有一個該類的靜態私有對象
• 該類提供了一個靜態的共有的函數用於創建或獲取它本身的靜態私有對象

一、實例控制

單例模式會阻止其他對象實例化其自己的單例對象的副本，從而確保所有對象都訪問唯一實例。

二、靈活性

因為類控制了實例化過程，所以類可以靈活更改實例化過程。

缺點：

一、開銷

雖然數量很少，但如果每次對象請求引用時都要檢查是否存在類的實例，將仍然需要一些開銷。可以通過使用靜態初始化解決此問題。

二、可能的開發混淆

使用單例對象（尤其在類庫中定義的對象）時，開發人員必須記住自己不能使用  new關鍵字實例化對象。因為可能無法訪問庫源代碼，因此應用程序開發人員可能會意外發現自己無法直接實例化此類。

三、對象生存期

不能解決刪除單個對象的問題。在提供內存管理的語言中（例如基於.NET Framework的語言），只有單例類能夠導致實例被取消分配，因為它包含對該實例的私有引用。在某些語言中（如 C++），其他類可以刪除對象實例，但這樣會導致單例類中出現懸浮引用。

常用幾種方式

通過面向的特性，簡單的構造出單例模式

# ########### 單例類定義 ###########
class Foo(object):
 
    __instance = None
 
    @staticmethod
    def singleton():
        if Foo.__instance:
            return Foo.__instance
        else:
            Foo.__instance = Foo()
            return Foo.__instance
 
# ########### 獲取實例 ###########
obj = Foo.singleton()

當用於WEB界面時，單例模式的簡單運用

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server

# ########### 單例類定義 ###########
class DbHelper(object):

    __instance = None

    def __init__(self):
        self.hostname = '1.1.1.1'
        self.port = 3306
        self.password = 'pwd'
        self.username = 'root'

    @staticmethod
    def singleton():
        if DbHelper.__instance:
            return DbHelper.__instance
        else:
            DbHelper.__instance = DbHelper()
            return DbHelper.__instance

    def fetch(self):
        # 連接數據庫
        # 拼接sql語句
        # 操作
        pass

    def create(self):
        # 連接數據庫
        # 拼接sql語句
        # 操作
        pass

    def remove(self):
        # 連接數據庫
        # 拼接sql語句
        # 操作
        pass

    def modify(self):
        # 連接數據庫
        # 拼接sql語句
        # 操作
        pass


class Handler(object):

    def index(self):
        obj =  DbHelper.singleton()
        print id(single)
        obj.create()
        return 'index'

    def news(self):
        return 'news'


def RunServer(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    temp = url.split('/')[1]
    obj = Handler()
    is_exist = hasattr(obj, temp)
    if is_exist:
        func = getattr(obj, temp)
        ret = func()
        return ret
    else:
        return '404 not found'

if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8001, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8001..."
    httpd.serve_forever()

Web應用實例-單例模式

不過我們需要注意的是：

　　特殊方法__new__是一個元構造程序，每當一個對象必須被factory類實例化時，就將調用它。__new__方法必須返回一個類的實例，因此它可以在對象創建之前或之后修改類。

　　因為__init__在子類中不會被隱式調用，所以__new__可以用來確定已經在整個類層次完成了初始化構造。__new__是對於對象狀態隱式初始化需求的回應，使得可以在比__init__更低的一個層次上定義一個初始化，這個初始化總是會被調用。

　　與__init__()相比__new__()方法更像一個真正的構造器。隨着類和類型的統一，用戶可以對內建類型進行派生，因此需要一種途徑來實例化不可變對象，比如派生字符串，在這種情況下解釋器則調用類的__new__（）方法，一個靜態方法，並且傳入的參數是在類實例化操作時生成的。__new__()會調用父類的__new__()來創建對象（向上代理）
·__new__必須返回一個合法的實例，這樣解釋器在調用__init__()時，就可以吧這個實例作為self傳給他。調用父類的__new__（）來創建對象，正向其他語言使用new關鍵字一樣

總結　　

單利模式存在的目的是保證當前內存中僅存在單個實例，避免內存浪費！！！