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python __new__方法与单例模式

来源：博客园


(资料图片)

  • 1、new()至少要有一个参数cls,代表当前类,此参数在实例时由python解释器自动识别，
  • 2、new()必须要有返回值,返回实例化出来的实例,这点在自己实现__new__时要特别注意,可以 return父类new出来的实例， 如：return super().new(cls)，或者直接return object.new(cls)
  • 3、init有一个参数self,就是这个__new__()方法返回的实例, 可以完成一些其它初始化的动作,init不需要返回值（有返回值就会报错）
  • 4、如果__new__()创建的是当前类的实例，会自动调用__init__()函数， 通过return语句里面调用的__new__(cls)函数的第一个参数是cls来保证是当前类实例， 如果是其他类的类名，那么实际创建返回的就是其他类的实例，其实就不会调用当前类的__init__()函数，也不会调用其他类的__init__()函数。
class A(object):    def __init__(self):        print("这是init方法：",self)    def __new__(cls, *args, **kwargs):        print("这是cls类本身的ID：",id(cls))        print("这是new方法：",object.__new__(cls))        # print("这是new方法：",super().__new__(cls))  # 跟上面那句本质一样,都是调用父类的new方法        return object.__new__(cls)A()print("这是A类的ID：",id(A))"""输出结果如下：这是cls类本身的ID： 2790056212288这是new方法： <__main__.A object at 0x000002899CB281C0>这是init方法： <__main__.A object at 0x000002899CB281C0>这是A类的ID： 2790056212288"""

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场。

比如，某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中，客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间，有很多地方都需要使用配置文件的内容，也就是说，很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例，这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象，而这样会严重浪费内存资源，尤其是在配置文件内容很多的情况下。

事实上，类似 AppConfig 这样的类，我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。

实现单例模式：
  • 使用模块
  • 使用装饰器
  • 使用类
  • 基于 new方法实现
  • 基于 metaclass 方式实现
1、使用模块

Python 的模块就是天然的单例模式

2、使用装饰器
def singleton(cls):    _instance = dict()    def _singleton(*args, **kwargs):        if cls not in _instance:            _instance[cls] = cls(*args, **kwargs)        return _instance[cls]    return _singleton@singletonclass A(object):    a = 1    def __init__(self, x=0):        self.x = xa1 = A(2)print(a1)a2 = A(3)print(a2)print(a1 is a2)
3、使用类
  • 多线程单例模式
import timeimport threading  class Singleton(object):    _instance_lock = threading.Lock()     def __init__(self):        time.sleep(1)     @classmethod    def instance(cls, *args, **kwargs):        if not hasattr(Singleton, "_instance"):            with Singleton._instance_lock:                if not hasattr(Singleton, "_instance"):                    Singleton._instance = Singleton(*args, **kwargs)        return Singleton._instance  def task(arg):    obj = Singleton.instance()    print(obj)        for i in range(10):    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])    t.start()        time.sleep(20)obj = Singleton.instance()print(obj)
4、基于 new方法实现
class Singleton(object):    _instance = None    def __new__(cls, *args, **kwargs):        if not cls._instance:            cls._instance = object.__new__(cls)        return cls._instance
import threading  class Singleton(object):    _instance_lock = threading.Lock()     def __init__(self):        pass      def __new__(cls, *args, **kwargs):        if not hasattr(Singleton, "_instance"):            with Singleton._instance_lock:                if not hasattr(Singleton, "_instance"):                    Singleton._instance = object.__new__(cls)          return Singleton._instance obj1 = Singleton()obj2 = Singleton()print(obj1,obj2) def task(arg):    obj = Singleton()    print(obj) for i in range(10):    t = threading.Thread(target=task,args=[i,])    t.start()
基于 metaclass 方式实现
import threading class SingletonType(type):    _instance_lock = threading.Lock()    def __call__(cls, *args, **kwargs):        if not hasattr(cls, "_instance"):            with SingletonType._instance_lock:                if not hasattr(cls, "_instance"):                    cls._instance = super(SingletonType,cls).__call__(*args, **kwargs)        return cls._instance class Foo(metaclass=SingletonType):    def __init__(self,name):        self.name = name  obj1 = Foo("name")obj2 = Foo("name")print(obj1,obj2)

关键词：