请问以下Python实现的Singleton（单例）模式代码的运行原理是什么？

你提供的是Python中通过继承基类实现的单例模式，核心是重写魔法方法__new__控制实例创建流程，实现原理拆解如下：

核心代码回顾 #

class Singleton(object):
  _instances = {}
  def __new__(class_, *args, **kwargs):
    if class_ not in class_._instances:
        class_._instances[class_] = super(Singleton, class_).__new__(class_, *args, **kwargs)
    return class_._instances[class_]

class Context(Singleton):
    # 自定义业务逻辑
    pass

逐部分逻辑说明 #

• 类属性_instances = {}：这是Singleton基类的全局类级字典，作用是存储所有继承自Singleton的子类对应的唯一实例，键为子类类对象，值为子类的实例对象，所有子类共享这个存储字典。
• 魔法方法__new__：Python中实例化类时，__new__是负责创建类实例并返回的内置魔法方法，执行优先级高于负责实例属性初始化的__init__方法。
  • 参数class_：指当前正在实例化的类，如果你执行Context()，这里的class_就是Context类本身。
  • 实例判断逻辑：首先检查当前要实例化的类是否已经存在于_instances字典中：
    • 不存在：调用父类object的__new__方法创建一个当前类的实例，存入_instances字典后返回。
    • 已存在：直接返回字典中存储的已创建好的实例，不会重复创建。

运行效果验证 #

你可以通过以下代码测试效果：

c1 = Context()
c2 = Context()
# 两个变量指向同一个内存地址，说明是同一个实例
print(c1 is c2) # 输出为True

实现特点 #

• 多子类兼容：支持多个子类同时继承Singleton基类，每个子类都会单独存储自己的唯一实例，不同子类的实例互不干扰。
• 注意事项：当前实现未做并发控制，多线程场景下如果多个线程同时首次实例化同一个类，可能会出现创建多个实例的问题，多线程生产环境使用需要额外加互斥锁优化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ManuCF