单例为什么需要构造函数？

Question

为什么我们不能直接创建静态方法和属性在项目中全局使用呢？如果只使用类属性而不使用对象属性，这样也不算是单例模式，对吧？这样使用会有什么问题吗？这只是像单元测试那样需要自定义构造函数的情况吗？
举个例子：

class GlobalInfo:
    _global_data = {}
    _lock = threading.Lock()

    @staticmethod
    def set_data(key, value):
        with GlobalInfo._lock:
            GlobalInfo._global_data[key] = value

    @staticmethod
    def get_data(key):
        with GlobalInfo._lock:
            return GlobalInfo._global_data.get(key)

我需要一些类似单例的行为，用在一个项目中，这个项目里有多个线程需要访问相同的信息。看了一些资料后，我发现大家总是重写 __new__ 方法等等。我想知道我是否真的需要这样做，如果不需要的话，在我的具体情况下，我会违反单例模式吗？

Answer 1

不，在大多数情况下其实没必要这样做，你说得对。

不过在某些情况下，单例模式需要在运行时初始化——可能是为了让Python代码能使用某个配置参数的效果，或者创建其他在整个进程中都能用的资源。

在这种情况下，这些做法是有效的，但并不是必须的。

我最喜欢的一种模式是，每当我需要这样的单例时（通常我更喜欢这种方式，而不是把方法标记为静态，即使不需要初始化），就是在模块级别创建单例类的一个实例——这样这个实例就会成为在项目中被导入和使用的对象，而不是它的类。

就像这样：

class _MyConf:
    def __init__(self):
        # code that sets some attributes to be used process-wide
    def  method(self):
        # plain instance method
        ...

MyConf = _MyConf()

接着要说明MyConf应该被使用。

如果为了统一，想要单例能够像创建其他对象那样被调用，就像@Barmar在评论中提到的那样：

这个想法是调用者应该能够像使用其他对象一样使用单例，单例的特性只是实现细节。但你的设计要求他们以不同的方式创建实例，foo = GlobalInfo 而不是 foo = GlobalInfo()

所以——如果这是想要的，我只需在类中包含一个__call__方法，返回self：

class _MyConf:
    def __init__(self):
        # code that sets some attributes to be used process-wide
    def  method(self):
        # plain instance method
        ...
    def __call__(self):
        return self

MyConf = _MyConf()

不过我不同意“保持可调用”的这个理由——Python自带的单例，比如None、True和False都不需要“实例化”，而且它们工作得很好。不过在某些地方，这种方式可能是合适的。

需要注意的是，当涉及到静态类型时，上面的__call__方法可能不适用——在这种情况下，使用__new__的方法可能是个不错的选择，如果真的想让单例类在使用时假装被实例化。