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Python中使用裝飾器時(shí)需要注意的一些問(wèn)題

更新時(shí)間：2015年05月11日 10:01:59 作者：曾靈敏

這篇文章主要介紹了Python中使用裝飾器時(shí)需要注意的一些問(wèn)題,裝飾器是Python學(xué)習(xí)進(jìn)階中的重要知識(shí)點(diǎn),需要的朋友可以參考下

裝飾器基本概念

大家都知道裝飾器是一個(gè)很著名的設(shè)計(jì)模式，經(jīng)常被用于AOP(面向切面編程)的場(chǎng)景，較為經(jīng)典的有插入日志，性能測(cè)試，事務(wù)處理，Web權(quán)限校驗(yàn)，Cache等。

Python語(yǔ)言本身提供了裝飾器語(yǔ)法（@），典型的裝飾器實(shí)現(xiàn)如下：

 @function_wrapper
  def function():
    pass

@實(shí)際上是python2.4才提出的語(yǔ)法糖，針對(duì)python2.4以前的版本有另一種等價(jià)的實(shí)現(xiàn)：

  def function():
    pass

  function = function_wrapper(function)

裝飾器的兩種實(shí)現(xiàn)

函數(shù)包裝器 - 經(jīng)典實(shí)現(xiàn)

def function_wrapper(wrapped):
    def _wrapper(*args, **kwargs):
      return wrapped(*args, **kwargs)
    return _wrapper 

  @function_wrapper
  def function():
    pass

類(lèi)包裝器 - 易于理解

  class function_wrapper(object):
    def __init__(self, wrapped):
      self.wrapped = wrapped
    def __call__(self, *args, **kwargs):
      return self.wrapped(*args, **kwargs)

  @function_wrapper
  def function():
    pass

函數(shù)（function）自省

當(dāng)我們談到一個(gè)函數(shù)時(shí)，通常希望這個(gè)函數(shù)的屬性像其文檔上描述的那樣，是被明確定義的，例如__name__和__doc__ 。

針對(duì)某個(gè)函數(shù)應(yīng)用裝飾器時(shí)，這個(gè)函數(shù)的屬性就會(huì)發(fā)生變化，但這并不是我們所期望的。

 def function_wrapper(wrapped):
    def _wrapper(*args, **kwargs):
      return wrapped(*args, **kwargs)
    return _wrapper 

  @function_wrapper
  def function():
    pass 

  >>> print(function.__name__)
  _wrapper

python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了functools.wraps()，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

  import functools 

  def function_wrapper(wrapped):
    @functools.wraps(wrapped)
    def _wrapper(*args, **kwargs):
      return wrapped(*args, **kwargs)
    return _wrapper 

  @function_wrapper
  def function():
    pass 

  >>> print(function.__name__)
  function

然而，當(dāng)我們想要獲取被包裝函數(shù)的參數(shù)（argument）或源代碼（source code）時(shí)，同樣不能得到我們想要的結(jié)果。

  import inspect 

  def function_wrapper(wrapped): ...

  @function_wrapper
  def function(arg1, arg2): pass 

  >>> print(inspect.getargspec(function))
  ArgSpec(args=[], varargs='args', keywords='kwargs', defaults=None)

  >>> print(inspect.getsource(function))
    @functools.wraps(wrapped)
    def _wrapper(*args, **kwargs):
      return wrapped(*args, **kwargs)

包裝類(lèi)方法（@classmethod）

當(dāng)包裝器（@function_wrapper）被應(yīng)用于@classmethod時(shí)，將會(huì)拋出如下異常：

 class Class(object):
    @function_wrapper
    @classmethod
    def cmethod(cls):
      pass 

  Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
   File "<stdin>", line 3, in Class
   File "<stdin>", line 2, in wrapper
   File ".../functools.py", line 33, in update_wrapper
    setattr(wrapper, attr, getattr(wrapped, attr))
  AttributeError: 'classmethod' object has no attribute '__module__'

因?yàn)锧classmethod在實(shí)現(xiàn)時(shí)，缺少functools.update_wrapper需要的某些屬性。這是functools.update_wrapper在python2中的bug，3.2版本已被修復(fù)，參考http://bugs.python.org/issue3445。

然而，在python3下執(zhí)行，另一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了：

class Class(object):
    @function_wrapper
    @classmethod
    def cmethod(cls):
      pass 

  >>> Class.cmethod() 
  Traceback (most recent call last):
   File "classmethod.py", line 15, in <module>
    Class.cmethod()
   File "classmethod.py", line 6, in _wrapper
    return wrapped(*args, **kwargs)
  TypeError: 'classmethod' object is not callable

這是因?yàn)榘b器認(rèn)定被包裝的函數(shù)（@classmethod）是可以直接被調(diào)用的，但事實(shí)并不一定是這樣的。被包裝的函數(shù)實(shí)際上可能是描述符（descriptor），意味著為了使其可調(diào)用，該函數(shù)（描述符）必須被正確地綁定到某個(gè)實(shí)例上。關(guān)于描述符的定義，可以參考https://docs.python.org/2/howto/descriptor.html。
總結(jié) - 簡(jiǎn)單并不意味著正確

盡管大家實(shí)現(xiàn)裝飾器所用的方法通常都很簡(jiǎn)單，但這并不意味著它們一定是正確的并且始終能正常工作。

如同上面我們所看到的，functools.wraps()可以幫我們解決__name__和__doc__ 的問(wèn)題，但對(duì)于獲取函數(shù)的參數(shù)（argument）或源代碼（source code）則束手無(wú)策。

以上問(wèn)題，wrapt都可以幫忙解決，詳細(xì)用法可參考其官方文檔：http://wrapt.readthedocs.org

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