为什么单例模式在多线程环境下有效，而在多进程环境下无效？-Python教程-PHP中文网

为什么单例模式在多线程环境下有效，而在多进程环境下无效？

聖光之護

发布： 2025-03-20 09:12:22

原创

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为什么单例模式在多线程环境下有效，而在多进程环境下无效？

Python单例模式：多线程有效，多进程无效？

本文探讨单例模式在Python多线程和多进程环境下的行为差异。单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。然而，其有效性取决于运行环境。

以下代码演示了一个简单的单例模式实现，并通过多线程和多进程测试其有效性：

import multiprocessing
import threading
import time

def singleton(cls):
    _instance = {}
    def inner():
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls()
        return _instance[cls]
    return inner

@singleton
class Cls:
    count = 0
    def __init__(self):
        self.count += 1

def run(thread_or_process_id):
    for i in range(100):
        a = Cls()
        a.count += 1
        b = Cls()
        b.count += 1
        b = Cls()
        b.count += 1
        time.sleep(1)
        print(f"{thread_or_process_id}: a.count = {a.count}, id(b) = {id(b)}")

if __name__ == '__main__':
    # 多线程测试
    threading.Thread(target=run, args=("Thread 1",)).start()
    threading.Thread(target=run, args=("Thread 2",)).start()

    # 多进程测试 (注释掉多线程部分后运行)
    # multiprocessing.Process(target=run, args=("Process 1",)).start()
    # multiprocessing.Process(target=run, args=("Process 2",)).start()

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运行多线程测试，你会发现id(b)在两个线程中相同，表明单例模式有效，所有线程共享同一个实例。然而，在多进程测试中（需注释掉多线程部分），id(b)在不同进程中不同，说明单例模式失效了，每个进程都创建了自己的实例。