Python单例模式的陷阱与正确实现-Python教程-PHP中文网

Python单例模式的陷阱与正确实现

花韻仙語

发布： 2025-07-21 16:52:15

原创

349人浏览过

python单例模式的陷阱与正确实现

正如本文摘要所述，Python单例模式在继承场景下可能存在一些不易察觉的陷阱，尤其是在使用__new__方法实现单例时。理解__new__和__init__方法的调用顺序以及单例对象的状态维护至关重要。

单例模式的常见实现

在Python中，单例模式通常通过重写__new__方法来实现。以下是一个常见的单例模式实现：

class Singleton:
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

登录后复制

这段代码的核心思想是：如果类还没有实例化对象，就创建一个新的对象并保存到_instance属性中；如果已经存在，则直接返回已存在的对象。

继承单例类的陷阱

当单例类被继承时，可能会遇到一些意想不到的问题。例如：

立即学习“Python免费学习笔记（深入）”；

import random

class Child(Singleton):
    def __init__(self):
        self.a = random.randint(10, 1000)

登录后复制

乍一看，这段代码似乎没有问题。但是，当我们尝试创建多个Child类的实例时，会发现它们实际上共享同一个对象，并且__init__方法会被多次调用，导致对象的状态被重复初始化。

x = Child()
y = Child()
print(x.__dict__)
print(y.__dict__)
print(Child().__dict__)

登录后复制

输出结果可能如下：

{'a': 123}
{'a': 123}
{'a': 456}

登录后复制

可以看到，x和y指向同一个对象，它们的__dict__是相同的。但是，第三次调用Child()时，__init__方法再次被调用，导致a的值被更新。

表单大师AI

一款基于自然语言处理技术的智能在线表单创建工具，可以帮助用户快速、高效地生成各类专业表单。

查看详情

原因分析

问题在于，Python在创建对象时，会先调用__new__方法，然后再调用__init__方法。Singleton.__new__始终返回同一个对象_instance，因此每次创建Child类的实例时，实际上都是在重新初始化同一个对象。

解决方法

为了避免这个问题，可以考虑以下几种方法：

在__new__方法中进行初始化： 将初始化逻辑放在__new__方法中，并且只在第一次创建对象时执行。

class Singleton:
    _instance = None
    _initialized = False

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        if not Singleton._initialized:
            self.initialize(*args, **kwargs)
            Singleton._initialized = True

    def initialize(self):
        # 初始化逻辑
        pass

登录后复制

或者，也可以直接在__new__方法中初始化：

class Singleton:
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            # 初始化逻辑
            cls._instance.a = random.randint(10, 1000)
        return cls._instance

登录后复制