Python单例设计模式跟踪应用程序统计数据

Question

我有一个Python应用程序，它执行任务的工作流。这些任务中的每一个都可能在自己的模块中。当所有任务的列表完成后，应用程序将关闭。在它关闭之前，我想从每个任务中收集相关的统计数据。

我正在考虑使用单例模式来提供一个存储所有这些数据的地方，这样我就可以在最后检索它。每个任务将导入单例stats跟踪类，创建一个实例(该类的公共实例)，并使用该实例存储任何数据。

在我的例子中，我想要一个袋子来存储来自每个任务的数据。我一直听说单身汉很坏。我想得到关于使用单例设计模式或任何其他建议的意见。

Answer 1

单身人士是否“坏”似乎是一个品味问题。当然，他们有自己的位置，任何关于独生子女主题的变体都应该适合你。

"Borg模式“(颜色较少，更不常见，"StatelessProxy”或"Monostate")可能是继alternative的聪明的ActiveState食谱辛格尔顿？我们不需要一个人: Borg设计模式之后流行的Python替代方案。它与Singleton不同，它允许一个类的多个不同的对象，所有这些对象都共享公共数据。相反，Singleton模式确保只创建类的一个实例。

关于Borg与Singleton问题的讨论可以在以下堆栈溢出文章中找到：为什么Borg模式比Python中的Singleton模式更好。文章顶部的实现可能令人费解，因为缺少的_init_default_register方法只用于创建和初始化公共数据属性一次。为了进行参考和比较，下面是完整的实现(在Python3中)，这两个实现都创建了一个数据属性(名为data的dict )：

在Python中实现Singleton的标准方法是使用元类；

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

通过提供这个元类，可以使统计跟踪类成为一个单独的类：

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

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

Borg模式更易于实现，而且由于它不使用元类，因此可能更灵活：

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. ...

对于这两种模式，如上面所实现的，您可以使用通用的dict data，并且可以使用点运算符获取和设置共享属性。例如，使用Borg类：

>>> 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'

这两种模式之间有一个值得注意的区别：“Borg‘’ed”类的子类与超类共享相同的状态，并且仍然可以添加更多对其实例可访问的共享状态，而Singleton类的每个子类都有自己的唯一实例，因此它自己的公共状态与超类的公共状态不相交。对于某些预期的应用程序，其中一种行为显然比另一种更合适。