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就在剛剛, 因為需要把某個 object (implemented in Python) 利用 Singleton Pattern 整理成為較正確的 design, 因此驚覺我不知道怎樣在 Python 中完成 Singleton Pattern ^^b

稍微試寫了一下都不太正確, 只好上 Google 找救兵, 結果找到幾個 solutions, 各有差異, 同時也有討論空間的, 就此紀錄一下. 以下的 1. 跟 3. 的名稱是我自己取的, 2. 則是提出者原本就賦予的名稱.

1. Singleton Manager

此種作法是以額外的一個 Singleton Manager 來管理該是 single instance 的 class instances, 在 ASPN 上有一個 example. 這種做法的結果是不同的 client code 會使用不同的 singleton manager object, 但是所有動作是利用 Delegation Pattern 由 Singleton Manager 傳給 class instance.

2. Borg Pattern

Borg Pattern (取名自 StarWar ?) 則是允許該是 single instance 的 class 可以有許多 instances, 但是各個 instances 共享一份 data. 換句話說, 可以看成是利用多個具有相同 behavior 的 object, 但是各個 object 的 state 一致來達成. 在 ASPN 上也可以找到一個 Borg Pattern 的 example.

嚴格來說 Borg Pattern 跟原本 Singleton Pattern 是有點不一樣, 雖然可以說 singleton 的目的是達成了, 但是以 Object-Orientation 的觀點來說, 在 Borg Pattern 內的 objects 彼此之間的 encapsulation 被破壞了, 同時 object identity 也不一致.

3. Inherited Singleton

由於上面的 Singleton Manager 做法在程式碼上來說我覺得不太直覺, 為什麼不能直接把目標 class 變成 singleton class, 而要透過一層 Singleton Manager 的介入 ? 而 Borg Pattern 的缺點上面也說了. 因此繼續往下找, 結果找到一個是 Inherited Singleton 這個 solution. 這是在 Python In A NutShell 書本裡的 example (初版, chapter 5.2.3.2) , 原始來源我就不知道了.

一個簡單的範例如下 :
<br /><br />class Singleton(object):<br /> _singletons = { }<br /> def __new__(cls, *args, **kwds):<br /> if not cls._singletons.has_key(cls):<br /> cls._singletons[cls] = object.__new__(cls)<br /> return cls._singletons[cls]<br /><br />class Target(Singleton):<br /><br /> def __init__(self, name=None):<br /> self.name = name<br /><br />s1 = Target('a')<br />print 'name of s1:', s1.name<br />s2 = Target()<br />print 'name of s2:', s2.name<br />print 'name of s1 after s2 created:', s1.name<br />print 'identity of s1:', id(s1)<br />print 'identity of s2:', id(s2)<br /><br />
如此一來所有繼承 Singleton 的 class 就自動會是 singleton class, 在 __new__ 不被 override 的情況下, 只會有一個 instance.

這樣的做法其實等同於把 1. 的 Singleton Manager 給 "embed" 到 Target class 裡面, 而看起來我們可以直接使用 Target class 作為 singleton class.

我最後當然是選擇 3. 啦, 感覺上比較容易維護.