這個問題一是考察了什么是單例模式唐含，二是考察python單例模式的相關(guān)知識面，所以面試官也有可能拆開來問。
概念
在 Python 中，單例模式（Singleton Pattern）是一種設(shè)計模式莹规，當然也不只是python特有的，它旨在確保某個類在程序運行期間只生成一個實例泌神，并提供一個全局訪問點供外部訪問這個唯一的實例良漱。這種模式在程序設(shè)計中常用于管理全局資源、共享狀態(tài)或控制并發(fā)等場景腻扇。Python 的靈活性使得實現(xiàn)單例模式有多種方式债热。
關(guān)鍵特征
- 唯一性：確保某個類只創(chuàng)建一個實例，無論你調(diào)用多少次創(chuàng)建實例的方法幼苛，都返回同一個實例窒篱。
- 全局訪問點：通常通過一個類方法或?qū)傩蕴峁┤衷L問點，方便其他部分訪問這個單例對象。
單例模式的常見用途包括
- 資源管理：如數(shù)據(jù)庫連接池墙杯、線程池等配并。
- 緩存：單例模式可以確保一個緩存實例在整個應(yīng)用程序生命周期中始終唯一，避免不必要的重復(fù)加載數(shù)據(jù)高镐。
- 配置管理：單例可以確保配置文件或環(huán)境變量在整個應(yīng)用程序中是一致的溉旋。
- 日志系統(tǒng)：全局唯一的日志實例可以方便地在整個應(yīng)用程序中記錄和管理日志信息。
實現(xiàn)單例模式的方式
在 Python 中嫉髓，實現(xiàn)單例模式的方法有幾種观腊。以下是幾種常見的實現(xiàn)方式
模塊版本
在 Python 中，模塊是天然的單例算行，換句話說通過import進來的都是單例梧油，因為模塊在第一次導(dǎo)入時會被初始化，之后導(dǎo)入同一模塊時州邢，返回的都是同一個對象儡陨。因此，你可以將你想要作為單例的類放在一個模塊中量淌，然后通過導(dǎo)入該模塊來使用它骗村。
裝飾器版本
使用一個函數(shù)裝飾器/類裝飾器來確保一個類只創(chuàng)建一個實例。下面是一個示例：
def singleton(cls):
instances = {}
def get_instance(*args, **kwargs):
if cls not in instances:
instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instances[cls]
return get_instance
@singleton
class MySingleton:
def __init__(self):
print("MySingleton instance created")
# 使用時：
a = MySingleton()
b = MySingleton()
print(a is b) # True
類內(nèi)靜態(tài)變量
使用類內(nèi)靜態(tài)變量來保存單例實例呀枢。這種方式比較直接：
class Singleton:
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls._instance is None:
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
return cls._instance
# 使用時：
a = Singleton()
b = Singleton()
print(a is b) # True
共享狀態(tài)（Borg 模式）
通過共享狀態(tài)來實現(xiàn)單例胚股。不同實例共享同一個狀態(tài), 但不是同一個對象：
class Borg:
_shared_state = {}
def __new__(cls, *args, **kwargs):
obj = super(Borg, cls).__new__(cls)
obj.__dict__ = cls._shared_state
return obj
class MySingleton(Borg):
def __init__(self):
print("MySingleton instance created")
# 使用時：
a = MySingleton()
b = MySingleton()
print(a is b) # False
print(a.__dict__ is b.__dict__) # True
這些是幾種在 Python 中實現(xiàn)單例模式的方法。根據(jù)你的需求和偏好硫狞，可以選擇合適的方式信轿。個人是比較喜歡裝飾器的版本，因為比較簡單且容易理解残吩。
整理筆記制作不易财忽，如果覺得本文對你有所幫助，記得多多分享/收藏哦泣侮，感謝您的閱讀即彪。
