Python 中的单例对象和复制模块

Question

我定义了这个单例元类：

class Singleton(type):
    """Metaclass which implements the singleton pattern"""

    _instances = {}

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self not in self._instances:
            self._instances[self] = super(Singleton, self).__call__(*args, **kwargs)
        return self._instances[self]

现在，我想测试是否一切正常。这是我尝试过的：

• 我创建了同一个类的两个对象（具有Singleton元类的类） - 它们的id()匹配
• 我创建了一个对象并将其分配给第二个变量 - 它们的id()匹配项
• 我导入了copy模块并复制了第一个对象copy.copy()- 它们id()现在不匹配

我想知道为什么复制的对象的 id 与原始对象不匹配。既然是单例，那两个对象不应该有相同的id吗？

Answer 1

该copy模块并不能创建新的实例; 相反，它创建一个空类，并__class__在该对象上重新分配以专门避免原始的__new__or__init__方法。

您需要提供一个自定义__copy__钩子来返回不变的实例：

class Singleton(type):
    """Metaclass which implements the singleton pattern"""

    _instances = {}

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self not in self._instances:
            self._instances[self] = super(Singleton, self).__call__(*args, **kwargs)
        return self._instances[self]

    def __copy__(cls, instance):
        return instance

copy__copy__直接在类上查找方法；相反，它是在元类上找到的，在类上查找__copy__将返回一个绑定方法，并且copy（期望一个未绑定的方法）显式地传入实例。这意味着将有两个参数传入__copy__; 第一个是类（元类的实例），第二个是该类的实例（self在传统方法中）。

不幸的是，__deepcopy__在实例上查找，并且没有找到元类方法。