单例模式

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。

实现单例模式的几种方式

1.使用模块

其实，Python 的模块就是天然的单例模式，因为模块在第一次导入时，会生成 .pyc 文件，当第二次导入时，就会直接加载 .pyc 文件，而不会再次执行模块代码。因此，我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中，就可以获得一个单例对象了。如果我们真的想要一个单例类，可以考虑这样做：

mysingleton.py

class Singleton(object):
    def foo(self):
        pass
singleton = Singleton()

将上面的代码保存在文件 mysingleton.py 中，要使用时，直接在其他文件中导入此文件中的对象，这个对象即是单例模式的对象

from a import singleton

2.使用装饰器

def Singleton(cls):
    instance = None

    def _singleton(*args, **kargs):
        nonlocal instance
        if not instance:
            instance = cls(*args, **kargs)
        return instance

    return _singleton


@Singleton
class A(object):
    def __init__(self, x=0):
        self.x = x


a1 = A(2)
a2 = A(3)
print(a1.x)
print(a2.x)

print(a1 is a2)

3.使用类方法

class Singleton(object):
    _instance=None
    def __init__(self):
        pass
    @classmethod
    def instance(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance=cls(*args, **kwargs)
        return cls._instance

a1=Singleton.instance()
a2=Singleton().instance()

print(a1 is a2)

4.基于new方法实现

class Singleton(object):
    _instance=None
    def __init__(self):
        pass


    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()
print(obj1 is obj2)

5.基于metaclass方式实现

class SingletonType(type):
    _instance=None
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            # cls._instance = super().__call__(*args, **kwargs)
            cls._instance = object.__new__(cls)
            cls._instance.__init__(*args, **kwargs)
        return cls._instance

class Foo(metaclass=SingletonType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name


obj1 = Foo('name')
obj2 = Foo('name')
print(obj1.name)
print(obj1 is obj2)