python - 使用python中的构造函数限制在单例类中创建对象

Question

我正在为 python 中的一项要求编写单例类。我可以意识到我无法限制该类的对象创建，如果某些客户端在使用单例类方法(意味着返回该类的唯一实例的方法)之前首先使用构造函数进行调用。

这是什么意思？让我用一些代码片段来解释这一点。考虑一下我有以下示例之一:

import threading
class MyClass:

    __instance = None

    def __init__(self):

        if self.__instance:
            raise ValueError("Already exist")


    @classmethod
    def getInstance(cls):

        lock = threading.Lock()

        with lock:
            if cls.__instance == None:
                cls.__instance = MyClass()
            return cls.__instance

    def printObjInfo(self,obj):
        print(id(obj))


if __name__ == '__main__':

    ob4 = MyClass()
    ob4.printObjInfo(ob4)

    obj1 = MyClass.getInstance()
    obj1.printObjInfo(obj1)

    obj2 = MyClass.getInstance()
    obj2.printObjInfo(obj2)

    # Create a thread
    obj3 = MyClass.getInstance()
    obj3.printObjInfo(obj3)
    t1 = threading.Thread(target=obj3.printObjInfo, args=(obj3))

如果我运行上面的代码片段，我会得到如下结果:

44824952 - Object created by constructor.
44826240 - Object created by getInstance() method.
44826240 - Object created by getInstance() method.
44826240 - Object created by getInstance() method.

需要注意的一件事 - 如果有人在调用 getInstance() 方法后调用构造函数，那么我们可以轻松地限制其他对象的创建。但如果它首先被调用，那么我们将无法控制它。

现在的问题是 - 1) 我不能在 __init__() 中放置任何进一步的条件来防止任何人调用它或 2) 不能将我的构造函数设为私有(private) - 可以吗？

我在这里找到了一些引用 - Program to restrict object creation in Python但不确定，我们如何限制第一个对象的创建本身。有没有更好的方法让您做到这一点？

有什么想法或引用吗？

谢谢。

Answer 1

您可以改写 __new__:

class Singleton:

    _instance = None

    def __init__(self, arg):
        self.arg = arg

    def __new__(cls, arg):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = object.__new__(cls)
            return cls._instance

        else:
            return cls._instance

print(Singleton(None))
print(Singleton(None))
print(Singleton(None))

输出:

<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>
<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>
<__main__.Singleton object at 0x1207fa550>

这样做的好处是有一个统一的接口(interface)来创建和获取单例的单个实例:构造函数。

请注意，除非您编写自己的 C 扩展或类似的东西，否则您将永远无法在 Python 中创建真正的单例:

print(object.__new__(Singleton))
print(object.__new__(Singleton))
print(object.__new__(Singleton))

输出:

<__main__.Singleton object at 0x120806ac8>
<__main__.Singleton object at 0x1207d5b38>
<__main__.Singleton object at 0x1207d5198>