关于使用 __new__ 方法创建带锁的单例模式可能产生的问题

[mimzy]

最近在读《编写高质量代码：改善 Python 程序的 91 个建议》这本书，我在作者给出的双检查锁单例模式基础上做了一点改写，精简了冗余的部分，如下：

import threading

class Singleton:
    _instances = {}
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            with cls._instance_lock:
                if cls not in cls._instances:
                    cls._instances[cls] = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]

但是作者指出这个版本的单例有两个问题：

• 如果 Singleton 的子类重载了 __new__() 方法，会覆盖或干扰 Singleton 类中 __new__() 的执行，虽然这种情况出现的概率极小，但不可忽视。
• 如果子类有 __init__() 方法，那么每次实例化该 Singleton 的时候，__init__() 都会被调用到，这显然是不应该的，__init__() 只应该在创建实例的时候被调用一次。

我不太理解 Python 中子类和父类中方法加载的顺序，因此不太明白作者说的这两个问题是什么意思？是否有可能举出例子呢？谢谢~

[HelloAmadeus]

init 和 new 的魔法方法和普通方法表现一样。子类 override 了父类的方法，要想有父类方法的行为，必须显式的调用父类方法。还有 Python 单例一般通过模块导入实现，模块导入是线程安全的。当然也可以通过原类的__call__方法来实现。学习设计模式是学习思想，具体实现要看语言特性，不要拘泥于一种实现方式。

[yufpga]

是这样的假如你有一个类继承了 Singleton, 并重载了__new__方法：

```
class Derive(Singleton):

```

[yufpga]

是这样的假如你有一个类继承了 Singleton, 并重载了__new__方法：

```
class Derive(Singleton):
def __new__(cls):
# super().__new__() # 不小心忘记了
pass

```

如果你在子类的__new__方法中忘记这是一个单例类， 你很可能会忘记显式的执行父类中的__new__方法，这时候父类中单例的那部分逻辑是不会执行的， 这时候 Derive 创建对象并不是单例的，这显然与你的预期是不符和的。

在 Python 中，由于 Python 的 import 机制和文件作用域，因此建议通过此来实现单例，这个和 c++等语言有些不同

[mimzy]

@HelloAmadeus #1 谢谢！模块导入的确是又方便又安全的一种方法

另外我感觉作者说的第 1 条其实是想表达 Override （重写）而不是 Overload （重载），这样就跟你的解释一致了…

[mimzy]

@yufpga #3 谢谢！第 1 条已经看这个代码明白了~

就是不知道第 2 条是否有更多的解释…

[Mutoo]

Singleton 可以被继承就不叫单例了。通过直接继承但不修改原有方法，就可以 fork 出另一个实例了，这已经违反了单例模式。对脚本语言来说，全局唯一实例根本不需要用面向对象的方法来保证。而 c++ 之类的静态语言可以用模版而不是继承的方式实现不同单例。

[lxy42]

关于类的创建、实例的创建和实例初始化，需要掌握一点元类的知识。

Singleton.__new__方法负责创建实例，然后 Python 内部尝试调用__init__方法初始化实例。因此，如果 Singleton 的子类定义了__init__方法，每次创建实例后 Python 都会调用__init__方法初始化实例，如果没有找到__init__方法，Python 就会一直往父类查找__init__，直至 object 为止。

[lxy42]

仅供参考： https://gist.github.com/ausaki/46ec0fec6a5d3684437380a9b21e5b13

在元类中实现单例，__init__方法只会调用一次。

[josephshen]

请务必立马扔掉这本书或者带上强烈批判的眼镜来看，这本书质量奇差，里面有大量的严重错误，简单概念复杂化，设计模式那部分明显是带着作者 Java 背景来写的，最恐怖的事情是国内圈子居然大部分都说好，我真替他们害臊

[HelloAmadeus]

@mimzy Python 是没有重载的

[mimzy]

@josephshen #9 哈哈哈我懂，主要过一遍看看有没有遗漏的小技巧，Python Cookbook 和 Fluent Python 才是真的好~

@HelloAmadeus #10 收到，明白~

[mimzy]

第 2 条也理解了，# 7 的解释很详细，书中的原文这样表达可能比较好：如果子类有 __init__() 方法，那么每次实例化该**子类**的时候，__init__() 都会被调用到（按道理应该只被调用一次）。

[Hk4Fun]

用装饰器应该可以保证__init__()只被调用一次

[mimzy]

@Hk4Fun 装饰器可能存在一个问题，用装饰器修饰的单例类不能再有子类，否则使用子类时会出错。模块导入应该是最完美的。