单例模式确保一个类全局唯一实例并提供统一访问点，常用实现有装饰器（简洁灵活）、__new__重写（最直观）、元类（框架级统一控制）和模块级（Python特色、最轻量）。

什么是单例模式

单例模式确保一个类在整个程序运行期间只创建一个实例，并提供全局访问点。它常用于配置管理、日志记录、数据库连接池等需要统一状态的场景。

装饰器方式：简洁灵活，推荐日常使用

通过函数装饰器封装单例逻辑，不侵入原类定义，复用性强。

示例：

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
<p>@singleton
class Config:
def <strong>init</strong>(self):
self.data = {}

优点：写法干净，支持任意类；注意：带参数的类初始化仅在首次调用时生效，后续忽略传参。

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__new__ 方法重写：控制实例创建过程，最常用

在类级别拦截对象构造，是 Python 实现单例最直观的方式。

示例：

class Logger:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            # 可在此处做一次初始化（如打开日志文件）
        return cls._instance

关键点：必须返回 super().__new__(cls)，不能直接调用 cls()；风险：若子类未重写 __new__，可能破坏单例性。

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元类方式：高度可控，适合框架级封装

通过自定义元类统一管理所有继承该元类的类的实例化行为。

示例：

class SingletonMeta(type):
    _instances = {}
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]
<p>class Database(metaclass=SingletonMeta):
def <strong>init</strong>(self):
self.connected = False

优势：自动作用于所有子类；适用场景：需对一批类统一施加单例约束，比如插件系统或配置基类。

模块级单例：Python 特色，最轻量可靠

利用 Python 模块只被导入一次的特性，把类实例直接定义在模块中。

example.py：

class _Config:
    def __init__(self):
        self.debug = True
<p>config = _Config()  # 模块加载时即创建

其他文件中 from example import config 即可获得唯一实例。

特点：无并发问题、无需同步、启动快；局限：无法延迟初始化，也不支持带参构造。