01、Python设计模式:单例模式

优点

单例模式是一种设计模式,它的主要目的是确保一个类只能创建一个实例,并提供一个全局访问点。单例模式的优点如下:

1、 节省资源:由于单例模式只创建一个实例,可以避免频繁创建和销毁对象,从而节省了系统资源;
2、 简化操作:单例模式可以提供一个全局的访问点,方便其他代码调用实例的方法和属性,避免了频繁传递对象实例的操作;
3、 数据共享:单例模式可以使多个客户端共享同一个实例,避免了数据不一致的问题;
4、 实现方便:单例模式的实现比较简单,可以快速实现;
5、 可控性:由于单例模式只有一个实例,可以对该实例进行严格的控制和管理,确保系统的稳定性和安全性;

缺点

1、 对象共享可能带来问题:由于单例模式只有一个实例,因此如果这个实例出现问题,整个系统都会受到影响,而且对于多线程环境,需要特别注意线程安全问题;
2、 单例模式不适用于动态扩展:由于单例模式只能创建一个实例,因此在需要动态扩展实例的情况下,会比较麻烦,可能需要修改代码;
3、 单例模式可能导致代码紧耦合:由于单例模式提供了全局访问点,可能导致代码之间的耦合度增加,降低了代码的灵活性和可扩展性;
4、 单例模式的测试比较困难:由于单例模式只能创建一个实例,因此在测试的时候可能会比较困难,需要特别注意测试环境和测试用例的设计;

常见应用场景

1、 配置文件管理器:由于配置文件是全局性的数据,需要在系统中多个地方进行读取和写入,使用单例模式可以方便地管理配置文件;
2、 日志系统:由于日志是全局性的数据,需要在系统中多个地方进行记录,使用单例模式可以方便地管理日志;
3、 数据库连接池:由于数据库连接是资源消耗较大的对象,需要进行复用,使用单例模式可以实现数据库连接池的管理;
4、 线程池:由于线程是资源消耗较大的对象,需要进行复用,使用单例模式可以实现线程池的管理;
5、 网站计数器、生成全局唯一序列号等;

代码实现(最简)

import threading
class Singleton:
    __instance = None  # 定义类睡醒,保存实例对象
    __lock = threading.Lock()  # 定义一个线程锁

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__instance is None:
            with cls.__lock:
                if cls.__instance is None:
                    cls.__instance = super().__new__(cls)
        return cls.__instance

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