介紹Python的單例模式

匯流排是電腦各種功能部件或設備之間傳送資料、控制訊號等資訊的公共通訊解決方案之一。現假設有以下場景：某中央處理器（CPU）透過某種協議總線與一個信號燈相連，信號燈有64種顏色可以設置，中央處理器上運行著三個線程，都可以對這個信號燈進行控制，並且可獨立設定此信號燈的顏色。抽象掉協定細節（用列印表示），如何實作執行緒對訊號等的控制邏輯。
加上線程鎖進行控制，無疑是最先想到的方法，但各個線程對鎖的控制，無疑加大了模組之間的耦合。下面，我們就用設計模式中的單例模式，來解決這個問題。
什麼是單例模式？單例模式是指：保證一個類別只有一個實例，並提供一個存取它的全域存取點。具體到此例中，匯流排物件，就是一個單例，它只有一個實例，各個執行緒對匯流排的存取只有一個全域存取點，也就是惟一的實例。
Python程式碼如下：

#encoding=utf8import threading
import time#这里使用方法new来实现单例模式class Singleton(object):#抽象单例
    def new(cls, *args, **kw):        if not hasattr(cls, '_instance'):
            orig = super(Singleton, cls)
            cls._instance = orig.new(cls, *args, **kw)        return cls._instance#总线class Bus(Singleton):
    lock = threading.RLock()    def sendData(self,data):        self.lock.acquire()
        time.sleep(3)
        print "Sending Signal Data...",data        self.lock.release()#线程对象，为更加说明单例的含义，这里将Bus对象实例化写在了run里class VisitEntity(threading.Thread):
    my_bus=""
    name=""
    def getName(self):        return self.name    def setName(self, name):        self.name=name    def run(self):        self.my_bus=Bus()        self.my_bus.sendData(self.name)if  name=="main":    for i in range(3):
        print "Entity %d begin to run..."%i
        my_entity=VisitEntity()
        my_entity.setName("Entity_"+str(i))
        my_entity.start()

運行結果如下：
Entity 0 begin to run...
Entity 1 begin to run...
Entity 2 begin to run...
Sending Signal Data... Entity_0
Sending Signal Data... Entity_1
Sending Signal Data... Entity_2
在程式運作過程中，三個執行緒同時運行（運行結果的前三行先很快列印出來），而後分別佔用總線資源（後三行每隔3秒列印一行）。雖然看起來總線Bus被實例化了三次，但實際上在記憶體裡只有一個實例。

單例模式

單例模式是所有設計模式中比較簡單的一類，其定義如下：Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it .（保證某一個類別只有一個實例，而且在全域只有一個存取點）

單例模式的優點和應用

單例模式的優點：
1、由於單範例模式要求在全域內只有一個實例，因而可以節省比較多的記憶體空間；
2、全域只有一個接入點，可以更好地進行資料同步控制，避免多重佔用；
3、單例可長駐內存，減少系統開銷。
單例模式的應用範例：
1、產生全域惟一的序號；
2、存取全域重複使用的惟一資源，如磁碟、匯流排等；
3、單一物件所佔用的資源過多，如資料庫等；
4、系統全域統一管理，如Windows下的Task Manager；
5、網站計數器。

單例模式的缺點

1、單例模式的擴展是比較困難的；
2、賦於了單例以太多的職責，某種程度上違反單一職責原則（六大原則後面會講到）;
3、單例模式是並發協作軟體模組中需要最先完成的，因而其不利於測試；
4、單例模式在某種情況下會導致「資源瓶頸」。

以上是介紹Python的單例模式的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！