python 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。

在 Python 中，我们实现单例模式可以用如下方式：

"""
1.类由type创建，创建类时，type的__init__方法自动执行，类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建，创建对象时，类的__init__方法自动执行，对象()执行类的 __call__ 方法
"""
class Singleton(type):
    """Singleton Metaclass"""

    def __init__(self, name, bases, dic):
        super(Singleton, self).__init__(name, bases, dic)
        self.instance = None

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self.instance)
        if self.instance is None:
            self.instance = super(Singleton, self).__call__(*args, **kwargs)
        return self.instance

class test(metaclass=Singleton): # 指定创建Foo的type为SingletonType
    def __init__(self):
        self.json_config = None


print(test().json_config)
test().json_config = {"a":1}
print(test().json_config)
print(test())
print(test())

"""
输出结果

None
{'a': 1}
<__main__.test object at 0x000001B114A76FD0>
<__main__.test object at 0x000001B114A76FD0>

由此可以看出来，虽然test实例化了4次
但是每一次都是同一个实例。
"""

'''
实现带线程安全锁的单例
'''
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)
'''
可以看到在两者区别是在call魔术方法内
后者增加了线程锁
'''