1、什么是單例模式：
單例模式即一個類有且僅有一個實例
先看下面一個例子：
可以看到，我調用了兩次Marry實例化，得到的結果id是不同的，說明，兩次創建了兩個不同的Marry實例。
所以如果我們想要讓類有且僅有一個實例，思路就是創建一個實例，后續再創建的時候，先判斷是否已經存在實例了，如果已經存在了，就直接引用之前創建的實例即可。
2、使用python實現單例模式
方法一：這是最好理解的一種方法
使用python模塊--------python模塊就是天然的單例模式。
python模塊在第一次導入時，會生成 .pyc 文件，第二次導入時，會直接加載 .pyc 文件，而不會再次執行模塊代碼。所以我們可以將需要單例模式的類定義在一個模塊中。
新建文件singleton.py
在文件中實現如下方法：
然后在需要使用實例的地方導入實例marry
from singleton import marry
看下面的測試結果，我多次導入了marry，打印id，發現他們是一樣的，說明Marry實例只創建了一次。
方法二：使用__new__來實現
要理解這種方式，首先需要知道，創建一個類的實例的過程，先執行了類的__new__方法（通常我們沒寫，是默認調用了object的__new__方法），實例化對象，然后再調用__init__方法對對象進行初始化。
如上圖，我們在類Marry的__new__方法中，判斷了，如果Marry的實例對象已經存在，則直接返回，反之才創建對象。
但是上面的這種方式會有一點問題，就是在多線程中會出現問題，如下：
方法三：使用裝飾器實現單例模式
方法四：使用元類
首先需要理解什么是元類？下面來簡單介紹一下：
元類就是可以創建類的類
我們正常創建一個類的時候是這樣的：
class Marry(Person):
pass
在創建Marry類的時候，python做了如下事情：
1）在Marry中查找是否有__metaclass__這個屬性，如果有，那么python會在內存中通過__metaclass__創建一個名為Marry的類對象
2）Marry中沒有找到__metaclass__屬性，則回去她的父類Person中查找，並嘗試用__metaclass__指定的方法創建一個Marry類對象
3）如果任何一個父類中都沒有__metaclass__屬性，python會去模塊中搜索是否有__metaclass__的指定。
4）如果以上都沒有，那么python會使用元類type來創建Marry
我們要使用元類來實現單例模式，就是要自定義一個元類。
自定義元類的目的，就是攔截類的創建，修改一些特性，然后再返回該類。聽起來是不是和裝飾器很相似？
下面言歸正傳，看看通過元類來實現單例模式的代碼：
1 class SingletonType(type): 2 def __call__(cls,*args, **kwargs):# 這里的cls即是Marry類 3 if not hasattr(cls, "_instance"): 4 cls._instance = super(SingletonType, self).__call__(*args, **kwargs)#type的__call__方法會調用Marry的__new__方法創建對象，然后調用__init__初始化對象 5 return cls._instance 6 7 8 class Marry(metaclass=SingletonType):#指定Marry的type為SingletonType 9 def __init__(self): 10 self.name = "marry" 11 self.age = 25 12 13 marry1 = Marry() 14 marry2 = Marry()
上面通過元類的方式實現了單例模式，創建了兩個Marry實例，通過打印marry1和marry2的id，可以看到，他們的id是一樣的，說明他們是同一個實例。
簡單說一下上面元類實現單例模式的過程：
1）類由type創建，創建類時，type的__init__會自動執行。類()執行type的__call__方法（即類的__new__方法和類的__init__方法）
2）對象由類創建，創建對象時，類的__init__方法自動執行，對象()執行類的__call__方法
再看上面的例子：
1）創建類Marry時，指定了元類為SingletonType（metaclass=SingletonType），此時會自動執行元類的__init__方法，class SingletonType中我們沒有寫__init__，但是它繼承了type，所以它會自動執行type的__init__方法。
2）實例化Marry（marry1=Marry()）時，會去執行元類的__call__方法，在SingletonType的__call__方法中，我們判斷了cls是否已經包含了實例，如果已經包含了，直接返回類的實例，如果沒有包含，我們會調用type的__call__方法去創建實例。
3）type的__call__方法中會調用cls的__new__方法去創建對象和__init__方法去初始化對象。
4）如果我們給class Marry中加上__call__(cls, *args, **kwargs)方法，我們在調用實例marry1()的時候，會去調用Marry的__call__方法。
參考：https://www.cnblogs.com/huchong/p/8244279.html#navigator