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python 面向对象设计模式实践篇（1）-创建型：单例模式5种方式实践

原创 数据库开发技术 作者：程序员小钟同学 时间：2021-03-24 17:29:00 0 删除 编辑

单例模式

所属分类

  • 创建型模式

意图

  • 保证一个类的对象有且只有一个用于全局访问，没必要创建那么多的对象，来占内存，这么这个类的实现就是一个单例模式类实现。

存在缺点

  • 全局访问的情况，某处的修改会引发整体的修改。
  • 创建多对象且赋值给其他变量的时候，会增加引用计数。（垃圾回收处理）

应用场景（flask脚手架中）

  • 数据库访问对象
  • 日志操作写入对象
  • 配置文件对象
  • 第三方的插件对象
  • 数据库连接池对象
  • 缓存对象 ······

实现方式：

1）天然的单例模式之Python 的模块

原理：

  • 模块在第一次导入时，会生成.pyc文件
  • 当第二次导入时会直接从.pyc文件加载，不会再次执行模块代码

如我们的之前定义flask教授级的中间件插件的示例：首先顶一个中间件的类：

  • middleware_trace_logger.py
from common.ext.trace_logger import trace_start_log_record_handler,trace_end_log_record_handler
from flask import request
# 链路追踪中间件
class MiddlewareTraceLogger():

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        pass

    def init_app(self, app, _is_handlers_aout=True):
        self.app = app
        if _is_handlers_aout:
            self.register_handlers()
        return self

    def __before_request(self):
        pass
        print('MiddlewareTraceLogger-----before_request')
        # 追踪日志初始化
        trace_start_log_record_handler()

    def __after_request(self, response):
        pass
        print('MiddlewareTraceLogger-----after_request=')
        # 追踪日志收尾
        trace_end_log_record_handler(response)
        return response

    def __teardown_request(self, exc):
        '''
        请求结束的时候提交相关的日志
        :param exc:
        :return:
        '''
        pass

    def register_handlers(self):
        self.app.before_request(self.__before_request)
        self.app.after_request(self.__after_request)
        self.app.teardown_request(self.__teardown_request)

然后需要再：中间件的__init__执行模块导入的时候创建一个实例：

from backend.middleware.middleware_trace_logger import MiddlewareTraceLogger

middleware_trace_logger = MiddlewareTraceLogger()

middleware_trace_logger 这里就是一个单例对象。

2）元类实现的单例模式： 
class MiddlewareCorsMetaclass(type):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self.__instance = None
        super(MiddlewareCorsMetaclass, self).__init__(*args, **kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__instance is None:
            self.__instance = super(MiddlewareCorsMetaclass, self).__call__(*args, **kwargs)
        return self.__instance


class MiddlewareCors(metaclass=MiddlewareCorsMetaclass):



    def __init__(self, *args, **kwargs):
        pass
        # 定义头部提交自定义的请求头
        self.token_key = 'X-Access-Token'
        # HTTP_TOKEN

    def init_app(self, app, _is_handlers_aout=True):
        self.app = app
        if _is_handlers_aout:
            self.register_handlers()
        return self

    def __after_request(self, response):
        # # 注册跨域
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        response.headers['Access-Control-Allow-Credentials'] = 'true'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        # 注意这里的方法的名称，或直接的写GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*222222222'
        # 这个地方不能直接的写* 号， 当前端发起跨域  解决axios出现的Request header is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 需要明确支持的头部信息
        # login2323?redirect=%2F:1 XMLHttpRequest cannot load http://ikp5c9.natappfree.cc/sys/login. Request header field Content-Type is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 奇葩的UC 浏览器
        # 奇葩的UC 浏览器--注意一点 涉及到跨域的时候，涉及自定义头部信息的时候，都需要再次加上
        allow_headers = '*,School-Teacher-Token,school-teacher-token,T-Access-Token,x-access-token,Referer, Accept, Origin, User-Agent,X-Requested-With, Content-Type, X-File-Name'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = allow_headers

        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] =response.headers['Access-Control-Allow-Headers']
        return response



    def register_handlers(self):
        self.app.after_request(self.__after_request)

middleware_cors1 = MiddlewareCors()
middleware_cors2 = MiddlewareCors()

print(middleware_cors1 is middleware_cors2)# True
3）__new__的构造方法的实现： 
class MiddlewareCors():

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

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        pass
        # 定义头部提交自定义的请求头
        self.token_key = 'X-Access-Token'
        # HTTP_TOKEN

    def init_app(self, app, _is_handlers_aout=True):
        self.app = app
        if _is_handlers_aout:
            self.register_handlers()
        return self

    def __after_request(self, response):
        # # 注册跨域
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        response.headers['Access-Control-Allow-Credentials'] = 'true'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        # 注意这里的方法的名称，或直接的写GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*222222222'
        # 这个地方不能直接的写* 号， 当前端发起跨域  解决axios出现的Request header is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 需要明确支持的头部信息
        # login2323?redirect=%2F:1 XMLHttpRequest cannot load http://ikp5c9.natappfree.cc/sys/login. Request header field Content-Type is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 奇葩的UC 浏览器
        # 奇葩的UC 浏览器--注意一点 涉及到跨域的时候，涉及自定义头部信息的时候，都需要再次加上
        allow_headers = '*,School-Teacher-Token,school-teacher-token,T-Access-Token,x-access-token,Referer, Accept, Origin, User-Agent,X-Requested-With, Content-Type, X-File-Name'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = allow_headers

        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] =response.headers['Access-Control-Allow-Headers']
        return response



    def register_handlers(self):
        self.app.after_request(self.__after_request)

middleware_cors1 = MiddlewareCors()
middleware_cors2 = MiddlewareCors()

print(middleware_cors1 is middleware_cors2)
4）装饰形式的实现： 
from flask import request
from common.exc import ForbiddenException, InvalidTokenException,ExpiredTokenException
from common.ext.jwt import Auth



def MiddlewareCorssingleton(cls):
    _instance = {}
    def inner(*args, **kwargs):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return _instance[cls]
    return inner


@MiddlewareCorssingleton
class MiddlewareCors():

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        pass
        # 定义头部提交自定义的请求头
        self.token_key = 'X-Access-Token'
        # HTTP_TOKEN

    def init_app(self, app, _is_handlers_aout=True):
        self.app = app
        if _is_handlers_aout:
            self.register_handlers()
        return self

    def __after_request(self, response):
        # # 注册跨域
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        response.headers['Access-Control-Allow-Credentials'] = 'true'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        # 注意这里的方法的名称，或直接的写GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*222222222'
        # 这个地方不能直接的写* 号， 当前端发起跨域  解决axios出现的Request header is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 需要明确支持的头部信息
        # login2323?redirect=%2F:1 XMLHttpRequest cannot load http://ikp5c9.natappfree.cc/sys/login. Request header field Content-Type is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 奇葩的UC 浏览器
        # 奇葩的UC 浏览器--注意一点 涉及到跨域的时候，涉及自定义头部信息的时候，都需要再次加上
        allow_headers = '*,School-Teacher-Token,school-teacher-token,T-Access-Token,x-access-token,Referer, Accept, Origin, User-Agent,X-Requested-With, Content-Type, X-File-Name'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = allow_headers

        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] =response.headers['Access-Control-Allow-Headers']
        return response



    def register_handlers(self):
        self.app.after_request(self.__after_request)

middleware_cors1 = MiddlewareCors()
middleware_cors2 = MiddlewareCors()

print(middleware_cors1 is middleware_cors2) # True
5）类的装饰形式的实现： 
class MiddlewareCorssClassSingleton:
    def __init__(self, cls):
        self._cls = cls
        self._instance = {}

    def __call__(self, *args):
        if self._cls not in self._instance:
            self._instance[self._cls] = self._cls(*args)
        return self._instance[self._cls]


@MiddlewareCorssClassSingleton
class MiddlewareCors():

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        pass
        # 定义头部提交自定义的请求头
        self.token_key = 'X-Access-Token'
        # HTTP_TOKEN

    def init_app(self, app, _is_handlers_aout=True):
        self.app = app
        if _is_handlers_aout:
            self.register_handlers()
        return self

    def __after_request(self, response):
        # # 注册跨域
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        response.headers['Access-Control-Allow-Credentials'] = 'true'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        # 注意这里的方法的名称，或直接的写GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'GET,POST,PUT,OPTIONS,DELETE'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*'
        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = '*222222222'
        # 这个地方不能直接的写* 号， 当前端发起跨域  解决axios出现的Request header is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 需要明确支持的头部信息
        # login2323?redirect=%2F:1 XMLHttpRequest cannot load http://ikp5c9.natappfree.cc/sys/login. Request header field Content-Type is not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response
        # 奇葩的UC 浏览器
        # 奇葩的UC 浏览器--注意一点 涉及到跨域的时候，涉及自定义头部信息的时候，都需要再次加上
        allow_headers = '*,School-Teacher-Token,school-teacher-token,T-Access-Token,x-access-token,Referer, Accept, Origin, User-Agent,X-Requested-With, Content-Type, X-File-Name'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = allow_headers

        # response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] =response.headers['Access-Control-Allow-Headers']
        return response



    def register_handlers(self):
        self.app.after_request(self.__after_request)

middleware_cors1 = MiddlewareCors()
middleware_cors2 = MiddlewareCors()

print(middleware_cors1 is middleware_cors2) # True

资料参考来源

https://blog.csdn.net/qdPython/article/details/108869599

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简书：https://www.jianshu.com/u/d6960089b087

掘金：https://juejin.cn/user/2963939079225608

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原文作者：程序员小钟同学；如有侵权，请联系管理员删除。

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