Python中如何在多个方法乃至跨文件场景下共享使用同一变量

单文件场景解决方案 #

• 方案1：模块级全局变量
  仅需在当前代码文件顶部完成一次db初始化，同文件下所有函数可直接读取使用：

# 文件顶部仅初始化1次db，以MongoDB为例，其他数据库逻辑一致
import pymongo
db = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")["business_db"]

def addUser():
    # 直接使用db即可，无需重复定义
    user_collection = db["users"]
    # 业务逻辑代码

def verifyUser():
    user_collection = db["users"]
    # 业务逻辑代码

def addStuffToDB():
    stuff_collection = db["goods"]
    # 业务逻辑代码

提示：如果需要延迟初始化db（比如等待配置加载完成后再创建连接），可以先在顶部声明db = None，配置加载完成后再赋值，仅读取使用无需额外声明；如果需要在函数内修改db的指向，需要在函数内第一行加global db声明。

• 方案2：类封装数据库操作
  将所有数据库操作函数封装为工具类的方法，db作为类属性仅初始化一次：

import pymongo

class DBOperator:
    # 类属性，全局仅初始化1次
    db = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")["business_db"]

    @classmethod
    def addUser(cls):
        user_collection = cls.db["users"]
        # 业务逻辑代码
    
    @classmethod
    def verifyUser(cls):
        user_collection = cls.db["users"]
        # 业务逻辑代码
    
    @classmethod
    def addStuffToDB(cls):
        stuff_collection = cls.db["goods"]
        # 业务逻辑代码

调用时直接执行DBOperator.addUser()即可，无需重复实例化类。

多文件场景解决方案 #

推荐单独抽离数据库配置模块，利用Python模块导入的单例特性实现全局复用同一个db实例：

1. 新建独立的数据库配置文件db_config.py，统一完成db初始化：

# db_config.py
import pymongo
# 全局仅在第一次导入时执行1次初始化
db = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")["business_db"]

2. 所有需要操作数据库的文件，直接导入该模块的db变量使用即可：

# user.py文件
from db_config import db

def addUser():
    user_collection = db["users"]
    # 业务逻辑代码

def verifyUser():
    user_collection = db["users"]
    # 业务逻辑代码

# goods.py文件
from db_config import db

def addStuffToDB():
    stuff_collection = db["goods"]
    # 业务逻辑代码

Python的模块为天然单例，第一次导入db_config时会执行模块内代码完成db初始化，后续所有导入拿到的都是同一个db实例，不会重复创建数据库连接。

可选拓展方案 #

如果需要灵活切换数据库实例（比如单元测试时要替换为测试库），可以使用依赖注入的方式，把db作为参数传入每个函数，虽然需要额外传参，但代码耦合度更低，更利于测试和扩展。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者green