🎯 单例模式（Singleton Pattern）
🧠 一句话定义：
单例模式保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
🚪生活类比：
想象你操作的是一个「大门控制系统」，你不希望出现多个大门管理器，
否则：
- 一边开门
- 一边关门
可能就乱了！
✅ 单例 = 系统中只存在一个“大门控制器”实例
✅ 为什么需要单例模式？
| 问题 | 单例的作用 |
|---|---|
| 全局只有一个对象 | 配置中心 / 日志管理器 / 线程池 等 |
| 控制资源竞争 | 避免创建多个实例带来的冲突 |
| 节省资源 | 重复创建开销大，浪费内存 |
| 方便统一管理 | 改配置只改一个地方，全局生效 |
✅ 优点 vs ❌ 缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 全局唯一实例，易管理 | 不易扩展、违反开闭原则 |
| 避免资源重复创建 | 多线程需处理并发问题 |
| 提供全局访问点 | 容易滥用，隐藏依赖关系 |
🐍 Python 实现单例（完整代码）
✅ 方法一：经典方式（使用 __new__）
class Singleton:
_instance = None
def __new__(cls):
if cls._instance is None:
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
return cls._instance
def __init__(self):
self.value = 42
使用示例
a = Singleton()
b = Singleton()
print(a is b) # True，说明 a 和 b 是同一个对象
b.value = 100
print(a.value) # 100，说明值同步变化
✅ 方法二：装饰器方式（推荐简洁）
# 单例装饰器定义
def singleton(cls):
"""
一个类装饰器，用于将目标类包装为单例类。
多次实例化时始终返回同一个实例。
"""
instances = {} # 用于保存所有装饰过的类的实例
def wrapper(*args, **kwargs):
if cls not in instances:
# 如果该类未被实例化过，则创建实例并缓存
instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instances[cls]
return wrapper
🧱 使用装饰器的类示例（配置管理器）
@singleton
class ConfigManager:
def __init__(self):
print("正在初始化配置...")
self.config = {
"host": "localhost",
"port": 8080
}
def set(self, key, value):
self.config[key] = value
def get(self, key):
return self.config.get(key, None)
🧭 流程图（Mermaid）
或者类图表达：
📌 实际应用场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 日志记录器 | 全局只需一个 log 实例 |
| 数据库连接池 | 管理连接的唯一实例 |
| 配置中心 | 全局统一管理配置项 |
| 控制器、服务类 | 比如任务调度器、缓存管理器等 |
🧠 总结口诀
✅ 单例模式：一生只创建一次，全局都用它。
用于「全局唯一资源访问 + 状态同步管理」
如果你想了解：
- 如何写线程安全的单例
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