装饰器基本概念
大家都知道装饰器是一个很著名的设计模式,经常被用于AOP(面向切面编程)的场景,较为经典的有插入日志,性能测试,事务处理,Web权限校验,Cache等。
Python语言本身提供了装饰器语法(@),典型的装饰器实现如下:
@function_wrapper def function(): pass
@实际上是python2.4才提出的语法糖,针对python2.4以前的版本有另一种等价的实现:
def function(): pass function = function_wrapper(function)
装饰器的两种实现
函数包装器 - 经典实现
def function_wrapper(wrapped): def _wrapper(*args, **kwargs): return wrapped(*args, **kwargs) return _wrapper @function_wrapper def function(): pass
类包装器 - 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
函数(function)自省
当我们谈到一个函数时,通常希望这个函数的属性像其文档上描述的那样,是被明确定义的,例如__name__和__doc__ 。
针对某个函数应用装饰器时,这个函数的属性就会发生变化,但这并不是我们所期望的。
def function_wrapper(wrapped): def _wrapper(*args, **kwargs): return wrapped(*args, **kwargs) return _wrapper @function_wrapper def function(): pass > print(function.__name__) _wrapper
python标准库提供了functools.wraps(),来解决这个问题。
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,当我们想要获取被包装函数的参数(argument)或源代码(source code)时,同样不能得到我们想要的结果。
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)
包装类方法(@classmethod)
当包装器(@function_wrapper)被应用于@classmethod时,将会抛出如下异常:
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__'
因为@classmethod在实现时,缺少functools.update_wrapper需要的某些属性。这是functools.update_wrapper在python2中的bug,3.2版本已被修复,参考http://bugs.python.org/issue3445。
然而,在python3下执行,另一个问题出现了:
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
这是因为包装器认定被包装的函数(@classmethod)是可以直接被调用的,但事实并不一定是这样的。被包装的函数实际上可能是描述符(descriptor),意味着为了使其可调用,该函数(描述符)必须被正确地绑定到某个实例上。关于描述符的定义,可以参考https://docs.python.org/2/howto/descriptor.html。
总结 - 简单并不意味着正确
尽管大家实现装饰器所用的方法通常都很简单,但这并不意味着它们一定是正确的并且始终能正常工作。
如同上面我们所看到的,functools.wraps()可以帮我们解决__name__和__doc__ 的问题,但对于获取函数的参数(argument)或源代码(source code)则束手无策。
以上问题,wrapt都可以帮忙解决,详细用法可参考其官方文档:http://wrapt.readthedocs.org
Python
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