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:
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@function_wrapper
def function():
pass
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@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:
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def function():
pass
function = function_wrapper(function)
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装饰器的两种实现
函数包装器 - 经典实现
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def function_wrapper(wrapped):
def _wrapper( * args, * * kwargs):
return wrapped( * args, * * kwargs)
return _wrapper
@function_wrapper
def function():
pass
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类包装器 - 易于理解
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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
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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。
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def function_wrapper(wrapped):
def _wrapper( * args, * * kwargs):
return wrapped( * args, * * kwargs)
return _wrapper
@function_wrapper
def function():
pass
>>> print (function.__name__)
_wrapper
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python 标准库提供了functools.wraps(),来解决这个问题。
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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
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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。
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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)
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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:
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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__'
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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:
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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
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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。