Что ты знаешь о паттерне Singleton?

Паттерн Singleton гарантирует, что у класса может быть только один экземпляр, и предоставляет глобальную точку доступа к этому экземпляру.

Применяется, когда:

• Необходимо управлять доступом к некоторому ресурсу (например, база данных, файловая система).
• Нужен только один экземпляр объекта определенного типа в системе.

Реализация в Python может быть на основе:

• Метода __new__: Переопределяем __new__, чтобы он всегда возвращал один и тот же экземпляр.

  class Singleton:
      _instance = None
  
      def __new__(cls):
          if cls._instance is None:
              cls._instance = super().__new__(cls)
          return cls._instance
  
      # Дополнительные методы и атрибуты класса
  

• Декоратора класса: Создаем функцию-декоратор, которая управляет созданием экземпляра.

  def singleton(cls):
      instances = {}
  
      def get_instance(*args, **kwargs):
          if cls not in instances:
              instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
          return instances[cls]
  
      return get_instance
  
  @singleton
  class MySingleton:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
  
      # Дополнительные методы
  

• Модуля: Python импортирует модули только один раз, что можно использовать для создания синглтона.

  # singleton_module.py
  class MySingleton:
      pass # Определение класса
  
  instance = MySingleton() # Создание единственного экземпляра
  

  Затем импортируем from singleton_module import instance.

Преимущества:

• Контролируемый доступ к единственному экземпляру.
• Экономия ресурсов при работе с тяжелыми объектами.

Недостатки:

• Может усложнить тестирование (из-за глобального состояния).
• Нарушает принцип единственной ответственности.
• В многопоточной среде требует синхронизации для безопасной инициализации.