Python Singleton設計模式跟蹤應用程序統計信息

Question

我有一個執行任務工作流程的Python應用程序。 這些任務中的每一個都可能在其自己的模塊中。 完成所有任務列表后，應用程序關閉。 在關閉之前，我想收集每個任務的相關統計信息。

我正在考慮使用單例模式來提供一個位置來存儲所有這些數據，以便最終可以進行檢索。 每個任務將導入單例統計信息跟蹤類，創建一個實例（該類的通用單個實例），並使用該實例存儲任何數據。

就我而言，我希望一個袋子存儲每個任務的數據。 我一直聽到單身人士不好。 我想獲得有關使用單例設計模式或任何其他建議的意見。

Answer 1

單身人士是否“壞”似乎是一個品味問題。 當然，他們有他們的位置，關於singleton主題的任何變體都應該對您有用。

自從Alex Martelli提出了聰明的ActiveState食譜Singleton以來，“ Borg模式”（色彩鮮艷且較少見的“ StatelessProxy”或“ Monostate”）就成為了Singleton的流行Python替代品。 我們不需要臭氣熏天的單例：Borg設計模式 。 它與Singleton的不同之處在於，它允許一個類的多個不同的對象共享全部的公共數據。 相比之下，單例模式可確保僅創建一個類的實例。

關於Borg vs Singleton問題的討論可以在以下stackoverflow帖子中找到： 為什么Borg模式比Python中的Singleton模式更好 ？ 由於缺少_init_default_register方法，該帖子頂部的實現可能令人困惑，該方法的目的是僅一次創建和初始化公共數據屬性。 為了進行參考和比較，下面是完整的實現（在Python 3中），這兩個實現都創建了一個數據屬性（名為data的字典）：

在Python中實現Singleton的標准方法是使用元類。

class Singleton(type):
    def __init__(cls, *args, **kwargs):
        cls.__instance = None
        super().__init__(*args, **kwargs)

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

您可以通過提供以下元類，使統計信息跟蹤類成為單例：

class StatsTrackerSingleton(metaclass=Singleton):
    def __init__(self):
        self.data = {}

    # ... methods to update data, summarize it, etc. ...

Borg模式更易於實現，並且由於不使用元類，因此可能更加靈活：

class StatsTrackerBorg():
    __shared_data = {'data':{}}
    # RHS guarantees a common dict named `data`

    def __init__(self):
        """Make every instance use StatsTrackerBorg.__shared_data
        for its attribute dict."""
        self.__dict__ = self.__shared_data

    # ... methods to update data, summarize it, etc. ...

通過上述兩種方式，您可以使用公共dict data ，也可以使用點運算符簡單地獲取和設置共享屬性。 例如，使用Borg類：

>>> a = StatsTrackerBorg()
>>> b = StatsTrackerBorg()
>>> a is b          # would be True for StatsTrackerSingleton
False
>>> vars(a) is vars(b)
True

>>> vars(a)
{'data': {}}
>>> a.data['running_time'] = 10000
>>> b.bar = 10
>>> vars(a)
{'data': {'running_time': 10000}, 'bar': 10}

>>> b.foo = 'y'
>>> a.foo
'y'

兩種模式之間值得注意的區別：“博格”類的子類與超類共享相同的公共狀態，並且仍然可以為其實例添加更多共享狀態，而Singleton類的每個子類都有自己的唯一性。實例及其自身的公共狀態，與超類的狀態脫節。 對於某些預期的應用程序，其中一種行為可能顯然比另一種更為合適。