1. Singleton ősosztály

A legelső megvalósítás, ami leginkább hasonlít a klasszikusra, illetve a fenti cikkben megvalósítottra, az egy ősosztály, amelyből leszármaztatott osztályaink is singletonok lesznek.

class Singleton(object):

    __instance = None

    def __new__(klass):
        if type(klass.__instance) != klass:
            klass.__instance = object.__new__(klass)
        return klass.__instance

    @classmethod
    def getInstance(klass):
        return klass()

A getInstance metódust csak a rend kedvéért csináltam, maga a "konstruktor" adja vissza az egyetlen létező példányt, a getInstance csak őt hívja.

>>> class MySingleton(Singleton):
...   def setA(self, a):
...     self.a = a
...
>>> ms1 = MySingleton()
>>> ms2 = MySingleton()
>>> ms3 = MySingleton.getInstance()
>>> ms1 is ms2 is ms3
True
>>> ms1.setA(5)
>>> ms2.a += 10
>>> ms3.a
15

Működni látszik :)

2. Singleton Metaclass

A python a metaprogramozás kedvelőinek is nyújt csemegéket, ilyenek például a metaclassok, azaz az "osztály generátor osztályok". Ezekről majd kicsit később talán bővebben is lesz szó, de most lássunk egy metaclass alapú singleton megvalósítást:

class SingletonMeta(type):

    def __init__(klass, name, bases, dict):
        super(SingletonMeta, klass).__init__(name, bases, dict)
        klass.__instance = None

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

    def getInstance(klass):
        return klass()

Lássunk példát a használatára:

>>> class MySingleton2(object):
...   __metaclass__ = SingletonMeta
...   def setA(self, a):
...     self.a = a
...
>>> ms1 = MySingleton2()
>>> ms2 = MySingleton2()
>>> ms1 is ms2
True

A singleton tulajdonság továbböröklődik a gyermekosztály felé is:

>>> class A(MySingleton2):
...   def getA(self):
...     return self.a
...
>>> a1 = A.getInstance()
>>> a2 = A()
>>> a1 is a2
True
>>> a1.setA(42)
>>> a2.getA()
42

3. Assimilate! - A Borg

Vannak fejlesztők, akik nem szeretik a singleton mintát bizonyos célokra, és szeretnek különálló - de azonos tudattal rendelkező - objektumokat használni. A python számukra is nyújt megoldást, ez pedig a Borg minta.

class Borg(object):

    __shared_state = {}

    def __init__(self):
        self.__dict__ = self.__shared_state

Szintén leszármazhatunk belőle - bár ezt a két extra sort akár be is írhatjuk a saját Borg-ősnek szánt osztályunkba. A Borg objektumok különálló objektumok lesznek, csak a "tudatuk", azaz a belső állapotuk lesz közös. (Hirtelen nem jut eszembe olyan eset, ahol ez jobb, mint a hagyományos singleton minta, de már láttam rá példát.)

>>> class B(Borg):
...   def setB(self, b):
...     self.b = b
...
>>> b1 = B()
>>> b2 = B()
>>> b1 is b2
False
>>> b1.setB(42)
>>> b1.b
42
>>> b1.b is b2.b
True

4. Singleton dekorátor

Hagyományos osztályainkat is felruházhatjuk (kvázi utólag) singleton tulajdonsággal. Van hogy az osztályt mások készítették, mi csak felhasználnánk, esetleg OOP nézeteinkbe nem illeszkedik, hogy a Fold az egy Singleton és nem pedig csak egy Bolygo (persze pythonban mindkettő lehet egyszerre, mert van többszörös öröklődés). Vagy csak mért így egyszerűbb.

def singleton(klass):
    instances = {}
    def getInstance():
        if klass not in instances:
            instances[klass] = klass()
        return instances[klass]
    return getInstance

A dekorátor kódja a legegyszerűbb talán az eddigiek közül, ehhez elég "csak" azt tudni, hogy mi az a dekorátor :)

Példa a felhasználásra:

>>> @singleton
... class C(object):
...   def setC(self, c):
...     self.c = c
...
>>> c1 = C()
>>> c2 = C()
>>> c1 is c2
True
>>> ImpSingleton = singleton(ImportaltOsztaly)
>>> i1 = ImpSingleton()
>>> i2 = ImpSingleton()
>>> i1 is i2
True

Egyelőre ennyi, hazaértemkor gondoltam hipp-hopp összeírom a gondolataimat a témával kapcsolatban, és az előbb szóltak - jogosan -, hogy kb. 2 órája ezt a postot írom. Mégegyszer hangsúlyozom, nem kell megijedni, ha nem érthető minden elsőre, másodikra se biztos, hogy az lesz, de ha a tervek szerint írogatok ide, akkor pár hónap múlva visszalapozva mindennek egyértelműnek kell majd lennie - majd igyekszem :)

A fent megvalósított osztályok letölthetőek innen: singleton.py