您好,欢迎来到三六零分类信息网!老站,搜索引擎当天收录,欢迎发信息

单例模式中不同语言的不同实现

2024/3/9 10:32:59发布33次查看
今天python视频教程栏目介绍单例模式中不同语言的不同实现。前言前段时间在用 python 实现业务的时候发现一个坑,准确的来说是对于 python 门外汉容易踩的坑;
大概代码如下:
class mom(object):    name = ''    sons = []if __name__ == '__main__':    m1 = mom()    m1.name = 'm1'    m1.sons.append(['s1', 's2'])    print '{} sons={}'.format(m1.name, m1.sons)    m2 = mom()    m2.name = 'm2'    m2.sons.append(['s3', 's4'])    print '{} sons={}'.format(m2.name, m2.sons)复制代码
首先定义了一个 mom 的类,它包含了一个字符串类型的 name 与列表类型的 sons 属性;
在使用时首先创建了该类的一个实例 m1 并往 sons 中写入一个列表数据;紧接着又创建了一个实例 m2 ,也往 sons 中写入了另一个列表数据。
如果是一个 javaer 很少写 python 看到这样的代码首先想到的输出应该是:
m1 sons=[['s1', 's2']]m2 sons=[['s3', 's4']]复制代码
但其实最终的输出结果是:
m1 sons=[['s1', 's2']]m2 sons=[['s1', 's2'], ['s3', 's4']]复制代码
如果想要达到期望值需要稍微修改一下:
class mom(object):    name = ''    def __init__(self):        self.sons = []复制代码
只需要修改类的定义就可以了,我相信即使没有 python 相关经验对比这两个代码应该也能猜到原因:
在 python 中如果需要将变量作为实例变量(也就是每个我们期望的输出)时,需要将变量定义到构造函数中,通过 self 访问。
如果只放在类中,和 java 中的 static 静态变量效果类似;这些数据由类共享,也就能解释为什么会出现第一种情况,因为其中的 sons 是由 mom 类共享,所以每次都会累加。
python 单例既然 python 可以通过类变量达到变量在同一个类中共享的效果,那是否可以实现单例模式呢?
可以利用 python 的 metaclass 的特性,动态的控制类的创建。
class singleton(type):    _instances = {}    def __call__(cls, *args, **kwargs):        if cls not in cls._instances:            cls._instances[cls] = super(singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)        return cls._instances[cls]复制代码
首先创建一个 singleton 的基类,然后我们在我们需要实现单例的类中将其作为 metaclass
class mysqldriver:    __metaclass__ = singleton    def __init__(self):        print 'mysqldriver init.....'复制代码
这样singleton 就可以控制 mysqldriver 这个类的创建了;其实在 singleton 中的 __call__ 可以很容易理解这个单例创建的过程:
定义一个私有的类属性 _instances 的字典(也就是 java 中的 map)可以做到在整个类中共享,无论创建多少个实例。当我们自定义类使用了 __metaclass__ = singleton 后,便可以控制自定义类的创建了;如果已经创建了实例,那就直接从 _instances 取出对象返回,不然就创建一个实例并写回到 _instances ,有点 spring 容器的感觉。if __name__ == '__main__':    m1 = mysqldriver()    m2 = mysqldriver()    m3 = mysqldriver()    m4 = mysqldriver()    print m1    print m2    print m3    print m4mysqldriver init.....<__main__.mysqldriver object at 0x10d848790><__main__.mysqldriver object at 0x10d848790><__main__.mysqldriver object at 0x10d848790><__main__.mysqldriver object at 0x10d848790>复制代码
最后我们通过实验结果可以看到单例创建成功。
go 单例由于最近团队中有部分业务开始在用 go ,所以也想看看在 go 中如何实现单例。
type mysqldriver struct {    username string}复制代码
在这样一个简单的结构体(可以简单理解为 java 中的 class)中是没法类似于 python 和 java 一样可以声明类共享变量的;go 语言中不存在 static 的概念。
但我们可以在包中声明一个全局变量来达到同样的效果:
import fmttype mysqldriver struct {    username string}var mysqldriver *mysqldriverfunc getdriver() *mysqldriver {    if mysqldriver == nil {        mysqldriver = &mysqldriver{}    }    return mysqldriver}复制代码
这样在使用时:
func main() {    driver := getdriver()    driver.username = cj    fmt.println(driver.username)    driver2 := getdriver()    fmt.println(driver2.username)}复制代码
就不需要直接构造 mysqldriver  ,而是通过getdriver() 函数来获取,通过 debug 也能看到 driver 和 driver1 引用的是同一个内存地址。
这样的实现常规情况是没有什么问题的,机智的朋友一定能想到和 java 一样,一旦并发访问就没那么简单了。
在 go 中,如果有多个 goroutine 同时访问getdriver() ,那大概率会创建多个 mysqldriver 实例。
这里说的没那么简单其实是相对于 java 来说的,go 语言中提供了简单的 api 便可实现临界资源的访问。
var lock sync.mutexfunc getdriver() *mysqldriver {    lock.lock()    defer lock.unlock()    if mysqldriver == nil {        fmt.println(create instance......)        mysqldriver = &mysqldriver{}    }    return mysqldriver}func main() {    for i := 0; i < 100; i++ {        go getdriver()    }    time.sleep(2000 * time.millisecond)}复制代码
稍加改造上文的代码,加入了
lock.lock()defer lock.unlock()复制代码
代码就能简单的控制临界资源的访问,即便我们开启了100个协程并发执行,mysqldriver 实例也只会被初始化一次。
这里的 defer 类似于 java 中的 finally ,在方法调用前加上 go 关键字即可开启一个协程。虽说能满足并发要求了,但其实这样的实现也不够优雅;仔细想想这里
mysqldriver = &mysqldriver{}复制代码
创建实例只会调用一次,但后续的每次调用都需要加锁从而带来了不必要的开销。
这样的场景每个语言都是相同的,拿 java 来说是不是经常看到这样的单例实现:
public class singleton {    private singleton() {}   private volatile static singleton instance = null;   public static singleton getinstance() {        if (instance == null) {              synchronized (singleton.class){           if (instance == null) {                 instance = new singleton();               }            }         }        return instance;    }}复制代码
这是一个典型的双重检查的单例,这里做了两次检查便可以避免后续其他线程再次访问锁。
同样的对于 go 来说也类似:
func getdriver() *mysqldriver {    if mysqldriver == nil {        lock.lock()        defer lock.unlock()        if mysqldriver == nil {            fmt.println(create instance......)            mysqldriver = &mysqldriver{}        }    }    return mysqldriver}复制代码
和 java 一样,在原有基础上额外做一次判断也能达到同样的效果。
但有没有觉得这样的代码非常繁琐,这一点 go 提供的 api 就非常省事了:
var once sync.oncefunc getdriver() *mysqldriver {    once.do(func() {        if mysqldriver == nil {            fmt.println(create instance......)            mysqldriver = &mysqldriver{}        }    })    return mysqldriver}复制代码
本质上我们只需要不管在什么情况下  mysqldriver 实例只初始化一次就能达到单例的目的,所以利用 once.do() 就能让代码只执行一次。
查看源码会发现 once.do() 也是通过锁来实现,只是在加锁之前利用底层的原子操作做了一次校验,从而避免每次都要加锁,性能会更好。
总结相信大家日常开发中很少会碰到需要自己实现一个单例;首先大部分情况下我们都不需要单例,即使是需要,框架通常也都有集成。
类似于 go 这样框架较少,需要我们自己实现时其实也不需要过多考虑并发的问题;摸摸自己肚子左上方的位置想想,自己写的这个对象真的同时有几百上千的并发来创建嘛?
不过通过这个对比会发现 go 的语法确实要比 java 简洁太多,同时轻量级的协程以及简单易用的并发工具支持看起来都要比 java 优雅许多;后续有机会再接着深入。
相关免费学习推荐:python视频教程
以上就是单例模式中不同语言的不同实现的详细内容。
该用户其它信息

VIP推荐

免费发布信息,免费发布B2B信息网站平台 - 三六零分类信息网 沪ICP备09012988号-2
企业名录 Product