如何初始化单例派生对象一次[重复]

Question

可能重复：
Is there a simple, elegant way to define Singletons in Python?

我有以下示例代码，其中我从 Singleton 派生了一个类（希望是一个）：

class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

class Tracer(Singleton):         
    def __init__(self):
        print "Init"

a = Tracer()
b = Tracer()

你试一试，你会看到Tracer的__init__方法又被调用了。让另一个实例引用原始实例不是有一个单例吗？我不想再次运行__init__ 方法，因为它可能会覆盖以前的信息。也许单例是错误的或者它正在使用？

Answer 1

您的__init__ 被调用了两次，但在同一个对象上。您创建了一个单例，但 Python 不知道它是单例，因此它会初始化每个创建的对象。

如果你想追求单例模式，你必须将你的初始化代码移动到__new__，或者你的__new__调用的另一个方法中。

记住：

1. 单例在 Java 中是常态，但在 Python 中却不受欢迎。

2. 单例使您的代码更难测试，因为它们是从一个测试传递到下一个测试的全局状态。

Answer 2

我之前的回答无效，我已将其删除。 但是我找到了一个评价很高的 SO answer。主要区别在于它使用Singleton 元类 而不是基类，并重载其实例类的__call__() 方法而不是它们的__new__() 方法。这使它能够控制其单例类实例的实例的创建过程。可以定义一种额外的方法来删除其中的一个或多个——比如用于测试目的。

另一个值得注意的实现细节是元类维护一个_instances 的字典，而不是只能保存一个值的字典。这允许它跟踪无限数量的单例实例（因为它可能是多个元类，因为它是可重用的）。

将它应用到您的示例代码中会这样：

class Singleton(type):
    """Metaclass."""
    _instances = {}

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]

class Tracer(object):
    __metaclass__ = Singleton

    def __init__(self):
        print("Init")

a = Tracer()
b = Tracer()
print('a is b: {}'.format(a is b))  # same object? -> True

输出：

Init
a is b: True

更新

指定元类的语法在 Python 2 和 3 之间有所不同。对于后者，您需要将 Tracer 类定义更改为：

#!/usr/bin/env python3

class Tracer(object, metaclass=Singleton):
    def __init__(self):
        print("Init")

编写一个可以在 Python 版本 2 和 3 中运行的东西是可能的，但是会稍微复杂一些，因为您不能 简单地像这样有条件地定义它：

## Won't work ##

if sys.version_info[0] < 3:  # Python 2?
    class Tracer(object):
        __metaclass__ = Singleton

        def __init__(self):
            print("Init")

else:  # Python 3
    class Tracer(object, metaclass=Singleton):  # causes SyntaxError in Python 2

        def __init__(self):
            print("Init")

因为else 子句中的定义导致 Python 2 中的 SyntaxError（即使块中的代码永远不会实际执行）。类似于 Benjamin Peterson 的 six 模块的 with_metaclass() 函数的解决方法，看起来像这样：

class Tracer(Singleton("SingletonBaseClass", (object,), {})):
    def __init__(self):
        print("Init")

这会动态创建一个继承所需元类的基类，从而避免由于两个 Python 版本之间的元类语法差异而导致的任何错误。 （它通过显式使用定义的元类来创建临时基类来实现。）