Python设计模式中单例模式的实现及在Tornado中的应用

下面是关于Python设计模式中单例模式的实现及在Tornado中的应用的完整攻略：

单例模式介绍

单例模式是一种常见的设计模式，它能够限制一个类只有一个实例，确保在程序中该实例只有一个，可以被多个对象共享访问。在Python中，可以通过使用类的属性来实现单例模式。

单例模式的实现

在Python中，可以通过__new__方法来控制一个类只生成一个实例，具体实现如下：

class Singleton(object):
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

这段代码中，定义了一个名为Singleton的类，其中类属性_instance用于保存该类唯一的实例，通过重写__new__方法，判断是否已经存在实例，如果不存在，就创建一个新的实例。这样，整个应用程序中，该实例变量始终只有唯一一个。

单例模式的应用

单例模式在实际应用中通常用于管理全局变量或者共享资源等场景。下面我们结合Tornado框架的应用场景，给大家介绍单例模式的具体应用。

在Tornado框架中，application实例对象只能有一个，即每个Tornado应用只能拥有一个application。为了保证该实例的唯一性，可以使用单例模式。

class Application(Singleton):

    def __init__(self):
        self.settings = {
            "debug": True,
            "db": {
                "host": "127.0.0.1",
                "port": "3306",
                "database": "demo",
                "user": "root",
                "password": "123456",
            }
        }
        self.db = pymysql.connect(**self.settings["db"])

在Tornado应用中，我们通常会在application对象中创建和管理数据库连接，而此对象的实例必须是唯一的。上述代码中，我们创建了一个名为Application的类，这个类继承了上述介绍的Singleton类。然后，我们使用__init__方法创建了一个全局的settings属性，用于保存数据库连接信息。在Application的__init__方法中，我们还使用了pymysql创建了一个db实例，该实例用于执行SQL查询。

上述代码中的Application类只能被实例化一次，而这个实例就代表Tornado应用程序的全局状态，它能够被整个程序中的其他代码所访问和修改。这就是单例模式的应用之一。

再来一个具体应用的示例：假设你需要一个全局的计数器来记录所有对象被创建的次数：

class Counter(Singleton):
    count = 0

    def plus(self):
        self.count += 1

上述代码中，我们定义了一个名为Counter的类，该类继承了Singleton类。这个类中还有一个类属性count，用于记录累计创建的对象数量。plus方法用于对count进行累加。

通过该类，我们可以在整个应用程序中共享该计数器对象，这样，任何需要获取对象创建次数的代码都可以通过Counter类来获取，这就是单例模式的一种妙用。