Bagaimanakah mod Singleton berkelakuan dalam persekitaran pelbagai dan pelbagai proses?

Analisis tingkah laku multithreading dan multiprocess corak singleton python

Corak Singleton direka untuk memastikan kelas hanya mempunyai satu contoh dan menyediakan titik akses global. Tetapi dalam persekitaran multi-threaded dan pelbagai proses Python, prestasinya berbeza. Artikel ini akan meneroka perbezaan ini secara mendalam dan menggambarkannya dengan contoh kod.

Pertama, mari kita lihat pelaksanaan corak singleton yang mudah:

 import multiprocessing
import threading
masa import

Def Singleton (CLS):
    _instance = {}
    Def Inner ():
        Sekiranya CLS tidak berada di _Instance:
            _Instance [cls] = cls ()
        kembali _Instance [CLS]
    Kembali ke dalam

@Singleton
Kelas Singletonclass:
    kiraan = 0
    def __init __ (diri):
        Singletonclass.count = 1

pekerja def (nama):
    untuk _ dalam julat (10):
        contoh = singletonclass ()
        instance.count = 1
        time.sleep (0.1)
        cetak (f "{name}: count = {singletonclass.count}, id = {id (instance)}")

jika __name__ == '__main__':
    # Thread ujian multithreade = [threading.thread (target = worker, args = (f "thread- {i}",)) untuk i dalam julat (2)]
    Untuk benang dalam benang:
        thread.start ()
    Untuk benang dalam benang:
        thread.join ()

    # Ujian Multi-Proses (komen bahagian berbilang threaded dan jalankan)
    # proses = [multipRocessing.process (sasaran = pekerja, args = (f "proses- {i}",)) untuk i dalam julat (2)]
    # Untuk proses dalam proses:
    # process.start ()
    # Untuk proses dalam proses:
    # proses.join ()

Dalam contoh ini, penghias singleton memastikan harta singleton SingletonClass . Fungsi worker mensimulasikan akses ke objek singleton oleh pelbagai benang atau proses.

Jalankan bahagian multithreaded dan anda akan mendapati bahawa semua benang berkongsi contoh SingletonClass yang sama, nilai id(instance) sentiasa sama, dan pemboleh ubah count ditambah dengan betul.

Walau bagaimanapun, jika anda tidak mengadakan bahagian berbilang threaded dan menjalankan bahagian multi-proses, anda akan melihat bahawa setiap proses mencipta contoh SingletonClass sendiri, nilai id(instance) berbeza dalam proses yang berbeza, dan kenaikan pembolehubah count secara bebas dalam setiap proses.

Ini kerana:

• Multithreading: Semua benang berkongsi ruang memori proses yang sama, jadi pembolehubah global _instance corak singleton dapat dilihat oleh semua benang, dengan itu memastikan keunikan singleton.
• Multi-Proses: Setiap proses mempunyai ruang ingatan yang bebas, jadi setiap proses mempunyai salinan bebas dari pembolehubah _instance , menghasilkan setiap proses yang mewujudkan contoh baru SingletonClass .

Oleh itu, dalam persekitaran multi-proses, pelaksanaan corak tunggal yang mudah di atas tidak dapat menjamin keunikan singleton. Sekiranya anda perlu melaksanakan corak tunggal yang benar dalam persekitaran multiprocessing, anda perlu menggunakan teknik yang lebih maju, seperti menggunakan multiprocessing.Manager untuk membuat memori bersama atau menggunakan mekanisme komunikasi antara proses.

Contoh yang diubah suai ini lebih jelas menunjukkan perbezaan tingkah laku corak singleton dalam persekitaran multi-threaded dan multi-proses dan menerangkan punca akarnya. Ia mengelakkan kod berlebihan dari contoh asal dan menggambarkan konsep utama dengan lebih ringkas.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah mod Singleton berkelakuan dalam persekitaran pelbagai dan pelbagai proses?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!