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十七.單例模式

實現單例模式的兩種方式

__new__方法概述

單例模式的使用場景

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十七.單例模式

引入

單例模式是一種常用的軟件設計模式，它確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來獲取這個實例。

實現單例模式的兩種方式

使用類屬性創建

class Singleton:_instance = Nonedef __new__(cls, *args, **kwargs):if not cls._instance:cls._instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)return cls._instance

使用元類創建：當前方式僅作為了解

class SingletonMeta(type):_instances = {}def __call__(cls, *args, **kwargs):if cls not in cls._instances:cls._instances[cls] = super(SingletonMeta, cls).__call__(*args, **kwargs)return cls._instances[cls]class Singleton(metaclass=SingletonMeta):pass

除了以上兩種方式可以實現單例模式外，還有其他方式可以實現。例如：裝飾器

__new__方法概述

__new__方法的主要功能是創建一個類的實例，在類的實例化過程中被調用，所以一般將__new__方法稱之為初始化方法。

__new__方法要先于__init__方法執行。

單例模式的使用場景

單例模式在軟件開發中非常有用，尤其是當需要保證一個類有一個全局唯一的實例時。

以下是一些適合使用單例模式的場景：

1. 配置管理：當應用程序需要從一個集中的位置讀取配置信息時，使用單例可以避免不必要的資源浪費和多次讀取。可以創建一個單例配置管理器，無論在代碼中的何處需要配置信息，都可以訪問這個單一的實例。
2. 日志記錄：日志記錄通常在整個項目中只需要一個入口點。使用單例模式，可以保證全局只有一個日志記錄器實例，這樣可以統一管理日志的格式、目的地和訪問方式。
3. 數據庫連接池：數據庫連接是昂貴的資源，使用單例模式管理數據庫連接池可以降低開銷和提高性能。這樣，應用程序中的所有組件都使用同一套連接池，而不是為每個請求或組件創建新的連接。
4. 硬件接口訪問：對于訪問硬件資源（如打印機、圖形卡等）的類，使用單例可以確保全局只有一個接口與之對應。這樣就能防止資源沖突并保證硬件命令的順利執行。
5. 緩存：單例模式可以用于構建緩存系統。由于緩存通常作為全局資源，因此用單例模式管理可以確保緩存數據的一致性和有效利用資源。
6. 全局狀態或服務：當需要在應用程序的多個部分共享相同的狀態或服務時（例如，用戶的認證狀態、全局任務隊列等），單例模式提供了一種確保狀態一致性和訪問控制的方式