python單例模式實(shí)例分析

本文實(shí)例講述了python單例模式。分享給大家供大家參考。具體分析如下：

__new__()在__init__()之前被調(diào)用，用于生成實(shí)例對(duì)象。利用這個(gè)方法和類的屬性的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式的單例模式。單例模式是指創(chuàng)建唯一對(duì)象，單例模式設(shè)計(jì)的類只能實(shí)例化1個(gè)對(duì)象。

單例模式是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個(gè)被稱為單例類的特殊類。通過單例模式可以保證系統(tǒng)中一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例而且該實(shí)例易于外界訪問，從而方便對(duì)實(shí)例個(gè)數(shù)的控制并節(jié)約系統(tǒng)資源。如果希望在系統(tǒng)中某個(gè)類的對(duì)象只能存在一個(gè)，單例模式是最好的解決方案。

顯然單例模式的要點(diǎn)有三個(gè)；一是某個(gè)類只能有一個(gè)實(shí)例；二是它必須自行創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例；三是它必須自行向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。

從具體實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說(shuō)，就是以下三點(diǎn)：一是單例模式的類只提供私有的構(gòu)造函數(shù)，二是類定義中含有一個(gè)該類的靜態(tài)私有對(duì)象，三是該類提供了一個(gè)靜態(tài)的共有的函數(shù)用于創(chuàng)建或獲取它本身的靜態(tài)私有對(duì)象。

在下面的對(duì)象圖中，有一個(gè)"單例對(duì)象"，而"客戶甲"、"客戶乙" 和"客戶丙"是單例對(duì)象的三個(gè)客戶對(duì)象?？梢钥吹?，所有的客戶對(duì)象共享一個(gè)單例對(duì)象。而且從單例對(duì)象到自身的連接線可以看出，單例對(duì)象持有對(duì)自己的引用。

一些資源管理器常常設(shè)計(jì)成單例模式。

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，需要管理的資源包括軟件外部資源，譬如每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有若干個(gè)打印機(jī)，但只能有一個(gè)Printer Spooler， 以避免兩個(gè)打印作業(yè)同時(shí)輸出到打印機(jī)中。每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有若干傳真卡，但是只應(yīng)該有一個(gè)軟件負(fù)責(zé)管理傳真卡，以避免出現(xiàn)兩份傳真作業(yè)同時(shí)傳到傳真卡中的情況。每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有若干通信端口，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)集中管理這些通信端口，以避免一個(gè)通信端口同時(shí)被兩個(gè)請(qǐng)求同時(shí)調(diào)用。

需要管理的資源包括軟件內(nèi)部資源，譬如，大多數(shù)的軟件都有一個(gè)（甚至多個(gè)）屬性（properties）文件存放系統(tǒng)配置。這樣的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由一個(gè)對(duì)象來(lái)管理一個(gè)屬性文件。

需要管理的軟件內(nèi)部資源也包括譬如負(fù)責(zé)記錄網(wǎng)站來(lái)訪人數(shù)的部件，記錄軟件系統(tǒng)內(nèi)部事件、出錯(cuò)信息的部件，或是對(duì)系統(tǒng)的表現(xiàn)進(jìn)行檢查的部件等。這些部件都必須集中管理，不可政出多頭。

這些資源管理器構(gòu)件必須只有一個(gè)實(shí)例，這是其一；它們必須自行初始化，這是其二；允許整個(gè)系統(tǒng)訪問自己這是其三。因此，它們都滿足單例模式的條件，是單例模式的應(yīng)用。

優(yōu)點(diǎn)：

一、實(shí)例控制

單例模式會(huì)阻止其他對(duì)象實(shí)例化其自己的單例對(duì)象的副本，從而確保所有對(duì)象都訪問唯一實(shí)例。

二、靈活性

因?yàn)轭惪刂屏藢?shí)例化過程，所以類可以靈活更改實(shí)例化過程。

缺點(diǎn)：

一、開銷

雖然數(shù)量很少，但如果每次對(duì)象請(qǐng)求引用時(shí)都要檢查是否存在類的實(shí)例，將仍然需要一些開銷?？梢酝ㄟ^使用靜態(tài)初始化解決此問題。

二、可能的開發(fā)混淆

使用單例對(duì)象（尤其在類庫(kù)中定義的對(duì)象）時(shí)，開發(fā)人員必須記住自己不能使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象。因?yàn)榭赡軣o(wú)法訪問庫(kù)源代碼，因此應(yīng)用程序開發(fā)人員可能會(huì)意外發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法直接實(shí)例化此類。

三、對(duì)象生存期

不能解決刪除單個(gè)對(duì)象的問題。在提供內(nèi)存管理的語(yǔ)言中（例如基于.NET Framework的語(yǔ)言），只有單例類能夠?qū)е聦?shí)例被取消分配，因?yàn)樗瑢?duì)該實(shí)例的私有引用。在某些語(yǔ)言中（如 C++），其他類可以刪除對(duì)象實(shí)例，但這樣會(huì)導(dǎo)致單例類中出現(xiàn)懸浮引用。