详解python单例模式与metaclass
单例模式的实现方式
将类实例绑定到类变量上
classSingleton(object): _instance=None def__new__(cls,*args): ifnotisinstance(cls._instance,cls): cls._instance=super(Singleton,cls).__new__(cls,*args) returncls._instance
但是子类在继承后可以重写__new__以失去单例特性
classD(Singleton): def__new__(cls,*args): returnsuper(D,cls).__new__(cls,*args)
使用装饰器实现
defsingleton(_cls):
inst={}
defgetinstance(*args,**kwargs):
if_clsnotininst:
inst[_cls]=_cls(*args,**kwargs)
returninst[_cls]
returngetinstance
@singleton
classMyClass(object):
pass
问题是这样装饰以后返回的不是类而是函数，当然你可以singleton里定义一个类来解决问题，但这样就显得很麻烦了
使用__metaclass__，这个方式最推荐
classSingleton(type):
_inst={}
def__call__(cls,*args,**kwargs):
ifclsnotincls._inst:
cls._inst[cls]=super(Singleton,cls).__call__(*args)
returncls._inst[cls]
classMyClass(object):
__metaclass__=Singleton
metaclass
元类就是用来创建类的东西，可以简单把元类称为“类工厂”，类是元类的实例。type就是Python的内建元类，type也是自己的元类，任何一个类
>>>type(MyClass) type >>>type(type) type
python在创建类MyClass的过程中，会在类的定义中寻找__metaclass__，如果存在则用其创建类MyClass，否则使用内建的type来创建类。对于类有继承的情况，如果当前类没有找到，会继续在父类中寻找__metaclass__，直到所有父类中都没有找到才使用type创建类。
如果模块里有__metaclass__的全局变量的话，其中的类都将以其为元类，亲自试了，没这个作用，无任何影响
查看type的定义，
type(object)->theobject'stype
type(name,bases,dict)->anewtype
所以利用type定义一个类的元类，可以用函数返回一个上面第二种定义的对象，也可以继承type并重写其中的方法。
直接使用type生成的对象作为元类，函数作用是使属性变为大写
defupdate_(name,bases,dct):
attrs=((name,value)forname,valueindct.items()ifnotname.startswith('__'))
uppercase_attr={name.upper():valueforname,valueinattrs}
returntype(name,bases,uppercase_attr)
classSingleton(object):
__metaclass__=update_
abc=2
d=Singleton()
printd.ABC
#2
上一节中，单例模式元类实现用的是类继承方式，而对于第一种__new__的方式，本质上调用的是type.__new__，不过使用super能使继承更清晰一些并避免一些问题
这里简单说明一下，__new__是在__init__前调用的方法，会创建对象并返回，而__init__则是用传入的参数将对象初始化。看一下type中这两者以及__call__的实现
def__init__(cls,what,bases=None,dict=None):#knownspecialcaseoftype.__init__ """ type(object)->theobject'stype type(name,bases,dict)->anewtype #(copiedfromclassdoc) """ pass @staticmethod#knowncaseof__new__ def__new__(S,*more):#realsignatureunknown;restoredfrom__doc__ """T.__new__(S,...)->anewobjectwithtypeS,asubtypeofT""" pass def__call__(self,*more):#realsignatureunknown;restoredfrom__doc__ """x.__call__(...)<==>x(...)""" pass
前面提到类相当于元类的实例化，再联系创建单例模式时使用的函数，用的是__call__，其实用三种magicmethod中任何一种都是可以的，来看一下使用元类时各方法的调用情况
classBasic(type):
def__new__(cls,name,bases,newattrs):
print"new:%r%r%r%r"%(cls,name,bases,newattrs)
returnsuper(Basic,cls).__new__(cls,name,bases,newattrs)
def__call__(self,*args):
print"call:%r%r"%(self,args)
returnsuper(Basic,self).__call__(*args)
def__init__(cls,name,bases,newattrs):
print"init:%r%r%r%r"%(cls,name,bases,newattrs)
super(Basic,cls).__init__(name,bases,dict)
classFoo:
__metaclass__=Basic
def__init__(self,*args,**kw):
print"init:%r%r%r"%(self,args,kw)
a=Foo('a')
b=Foo('b')
结果
new:<class'__main__.Basic'>'Foo'(){'__module__':'__main__','__metaclass__':<class'__main__.Basic'>,'__init__':<functioninitat0x106fd5320>}
init:<class'__main__.Foo'>'Foo'(){'__module__':'__main__','__metaclass__':<class'__main__.Basic'>,'__init__':<functioninitat0x106fd5320>}
call:<class'__main__.Foo'>('a',)
init:<__main__.Fooobjectat0x106fee990>('a',){}
call:<class'__main__.Foo'>('b',)
init:<__main__.Fooobjectat0x106feea50>('b',){}
元类的__init__和__new__只在创建类Foo调用了一次，而创建Foo的实例时，每次都会调用元类的__call__方法
以上就是本文的全部内容，对python单例模式与metaclass进行了描述，希望对大家的学习有所帮助。