Python: Singleton 模式

木一

在使用 Python 进行程序开发的时候，同样可能会用到 Singleton 模式。最简单的办法是使用一个类属性保存一个实例，然后通过 staticmethod 或 classmethod 获取这个实例。
版本一

class Sing:
inst = None
@staticmethod
def getInst():
if not Sing.inst:
Sing.inst = Sing()
return Sing.inst


由于类属性是在类或类所在的模块被导入时就创建的，所以在上面的代码中，不能在类属性 inst 的定义处为之初始化，因为那个时候 Sing 类还没被完全载入。在静态方法 getInst() 中，我们创建了一个 Sing 实例，而且只会创建一个。
你可以很方便的使用 Sing.getInst() 获取同一个 Sing 对象。但是也存在一个很严重的危险，你仍旧可以使用 Sing() 创建不同的实例。要想禁用这一功能，也许唯一的办法就是禁用 __init__ 方法。但是如此一来，getInst() 中也无法创建 Sing 实例。幸运的是，我们还可以使用 __new__ 这个特殊方法。该方法可以创建一个其所在类的子类的对象。更可喜的是，我们的内置 object 基类实现了 __new__ 方法，所以我们只需让 Sing 类继承 object 类，就可以利用 object 的 __new__ 方法来创建 Sing 对象了。
版本二

class Sing(object):
def __init__():
"disable the __init__ method"
__inst = None # make it so-called private
@staticmethod
def getInst():
if not Sing.__inst:
Sing.__inst = object.__new__(Sing)
return Sing.__inst


现在我们只能通过 Sing.getInst() 来创建 Sing 对象了。而且我们也让类属性 __inst 保持了私有（虽然在 Python 中还是有办法访问）。那么，这是否意味着基本没有问题了？当然不是！我们还应该解决一个最关键的多线程问题。
同时，我们应该还注意到，由于我们禁用了 __init__ 方法（显式定义了它），我们就应该显式的调用其基类的 __init__ 方法（或许这里的 object 类对于我们无关痛痒），以作完整的初始化。当然，这个显式的调用也应该移到 getInst() 中去了。
版本三

import threading
class Sing(object):
def __init__():
"disable the __init__ method"
__inst = None # make it so-called private
__lock = threading.Lock() # used to synchronize code
@staticmethod
def getInst():
Sing.__lock.acquire()
if not Sing.__inst:
Sing.__inst = object.__new__(Sing)
object.__init__(Sing.__inst)
Sing.__lock.release()
return Sing.__inst


上面的代码中，Sing.__lock.acquire() 和 Sing.__lock.release() 之间的是同步区域，它保证了对象创建的唯一性。同时，object 的 __init__ 方法调用仅仅置于 if 块中，因为它和 Sing 实例一样仅需初始化一次。好了，现在我们的 Singleton 模式应该是基本完善了。