Python中使用裝飾器時需要注意的一些問題

更新時間：2015年05月11日 10:01:59 作者：曾靈敏

這篇文章主要介紹了Python中使用裝飾器時需要注意的一些問題,裝飾器是Python學習進階中的重要知識點,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很著名的設計模式，經常被用于AOP(面向切面編程)的場景，較為經典的有插入日志，性能測試，事務處理，Web權限校驗，Cache等。

Python語言本身提供了裝飾器語法（@），典型的裝飾器實現(xiàn)如下：

 @function_wrapper
  def function():
    pass

@實際上是python2.4才提出的語法糖，針對python2.4以前的版本有另一種等價的實現(xiàn)：

  def function():
    pass

  function = function_wrapper(function)

裝飾器的兩種實現(xiàn)

函數(shù)包裝器 - 經典實現(xiàn)

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

  @function_wrapper
  def function():
    pass

類包裝器 - 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

當我們談到一個函數(shù)時，通常希望這個函數(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__ 。

針對某個函數(shù)應用裝飾器時，這個函數(shù)的屬性就會發(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標準庫提供了functools.wraps()，來解決這個問題。

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

  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)

包裝類方法（@classmethod）

當包裝器（@function_wrapper）被應用于@classmethod時，將會拋出如下異常：

 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__'

因為@classmethod在實現(xiàn)時，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，參考http://bugs.python.org/issue3445。

然而，在python3下執(zhí)行，另一個問題出現(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

這是因為包裝器認定被包裝的函數(shù)（@classmethod）是可以直接被調用的，但事實并不一定是這樣的。被包裝的函數(shù)實際上可能是描述符（descriptor），意味著為了使其可調用，該函數(shù)（描述符）必須被正確地綁定到某個實例上。關于描述符的定義，可以參考https://docs.python.org/2/howto/descriptor.html。
總結 - 簡單并不意味著正確

盡管大家實現(xiàn)裝飾器所用的方法通常都很簡單，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__ 的問題，但對于獲取函數(shù)的參數(shù)（argument）或源代碼（source code）則束手無策。

以上問題，wrapt都可以幫忙解決，詳細用法可參考其官方文檔：http://wrapt.readthedocs.org

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