温故而知新，可以为师矣
开场小故事
“大鸟，今天我在公司写了一个窗体程序，当中有一个是‘工具箱’的窗体，问题就是我希望工具箱要么不出现，要么出现一个，可实际上我每单击菜单，实例化‘工具箱’，他就会出现一个，单击多次就会出现多个，你说怎么办？”
“哈哈，显然你这个‘工具箱’类也要计划生育啊，不能让他超生了。这就是一个设计模式问题呀”
ok，接下来我们就要讲讲这个设计模式－－－单例模式。
什么是单例模式？
单例模式，保证一个类仅有一个实例，并提供一个访它的全局访问点。单例模式是对象创建型模式。
这句话什么意思？就是说当我们对一个类进行实例化的时候，无论创建多少个对象，只会存在一个实例，至于什么是全局访问点，其实就是一个全局变量来保存一个对象。分析完成，我们通过代码来实现一下：
不过在之前，假如你已经了解了python中__new__和__init__用途以及区别。
class Singleton(object):
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls._instance:
cls._instance = super().__new__(cls)
return cls._instance
def __init__(self):
pass
if __name__ == '__main__':
singleton = Singleton()
singleton2 = Singleton()
print(id(singleton)) # 140668529220968
print(id(singleton2)) # 140668529220968
通过代码我们可以发现，在类中维持了一个_instance的类变量，它的作用就是保持单一实例，通过__new__魔法方法改变实例的生成过程。
但是程序还是存在一个小问题，每当类调用一次__new__就是默认调用一次__init__，当调用多次，也会初始化多次。我们期望单例模式需要保证初始化工作只执行一次。接下来更改一下代码：
class Singleton(object):
_instance = None
_init = True
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls._instance:
cls._instance = super().__new__(cls)
return cls._instance
def __init__(self, name):
if self._init:
self._init = False
self.name = name
if __name__ == '__main__':
singleton1 = Singleton("1")
print(id(singleton1))
singleton2 = Singleton("2")
print(id(singleton2))
print(singleton1.name) # 1
print(singleton2.name) # 1
代码改动很小，同样是利用一个私有类变量标记是否被__init__，这样当创建多个对象，还是传入不同是参数，有且仅有一个对象，也是第一次创建的那个对象。
装饰器实现单例模式
装饰器的形式也是通过改变类创建的过程，先看一下代码接着再来分析过程：
from functools import wraps
def single(cls):
instance = dict()
@wraps(cls)
def wrapper(*args, **kwargs):
if cls not in instance:
instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instance[cls]
return wrapper
@single
class Singleton(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
if __name__ == '__main__':
singleton1 = Singleton("1")
print(id(singleton1)) # 140130434647040
singleton2 = Singleton("2")
print(id(singleton2)) # 140130434647040
print(singleton1.name) # 1
print(singleton2.name) # 1
代码发现我们实现了一个single的装饰器，存在一个局部变量instance，其装饰器的主要过程：
@single相当于Singleton = single(Singleton)- 装饰完成，执行创建对象，
single函数会返回一个wrapper内部函数名，此时Singleton = wrapper，而我们自己调用的Singleton("1")，就相当于wrapper("1") - 调用
wrapper函数会判断步骤一传入的参数是否存在于instance（这是单例模式的关键），不存在，说明是第一次调用，此时执行的cls(*args,**kwargs)，才是真正去执行Singleton("1")，这个类也就会调用__init__，整个对象创建完成，然后返回。 - 当下一次继续创建对象的时候，会判断
instance存不存在该对象的类，存在这直接返回该类的对象。