一文读懂架构师都不知道的isinstance检查机制
起步
通过内建方法 isinstance(object, classinfo) 可以判断一个对象是否是某个类的实例。但你是否想过关于鸭子协议的对象是如何进行判断的呢? 比如 list 类的父类是继 object 类的,但通过 isinstance([], typing.Iterable) 返回的却是真,难道 list 是可迭代的子类?
根据 PEP 3119 的描述中得知实例的检查是允许重载的:
The primary mechanism proposed here is to allow overloading the built-in functions isinstance() and issubclass(). The overloading works as follows: The call isinstance(x, C) first checks whether C.__instancecheck__ exists, and if so, calls C.__instancecheck__(x) instead of its normal implementation.
这段话的意思是,当调用 isinstance(x, C) 进行检测时,会优先检查是否存在 C.instancecheck,如果存在则调用 C.instancecheck(x) ,返回的结果便是实例检测的结果,默认的判断方式就没有了。
这种方式有助于我们来检查鸭子类型,我用代码测了一下。
class Sizeable(object):
def __instancecheck__(cls, instance):
print("__instancecheck__ call")
return hasattr(instance, "__len__")
class B(object):
pass
b = B()
print(isinstance(b, Sizeable)) # output:False
只打印了 False,并且 instancecheck 没有调用。 这是怎么回事。可见文档描述并不清楚。打破砂锅问到底的原则我从源码中观察 isinstance 的检测过程。
从源码来看 isinstance 的检测过程
这部分的内容可能比较难,如果读者觉得阅读有难度可以跳过,直接看结论。isinstance 的源码在 abstract.c 文件中:
[abstract.c]
int
PyObject_IsInstance(PyObject *inst, PyObject *cls)
{
_Py_IDENTIFIER(__instancecheck__);
PyObject *checker;
/* Quick test for an exact match */
if (Py_TYPE(inst) == (PyTypeObject *)cls)
return 1;
....
}
Py_TYPE(inst) == (PyTypeObject *)cls 这是一种快速匹配的方式,等价于 type(inst) is cls ,这种快速的方式仅当 inst = cls() 匹配成功,并不会去优先检查 instancecheck ,所以文档中有误。继续向下看源码:
/* We know what type's __instancecheck__ does. */
if (PyType_CheckExact(cls)) {
return recursive_isinstance(inst, cls);
}
展开宏 PyType_CheckExact :
[object.h]
#define PyType_CheckExact(op) (Py_TYPE(op) == &PyType_Type)
也就是说 cls 是由 type 直接构造出来的类,则判断语言成立。除了类声明里指定 metaclass 外基本都是由 type 直接构造的。从测试代码中得知判断成立,进入 recursiveisinstance。但是这个函数里面我却没找到有关 instancecheck 的代码,recursiveisinstance 的判断逻辑大致是:
def recursive_isinstance(inst, cls):
return pyType_IsSubtype(inst, cls)
def pyType_IsSubtype(a, b):
for mro in a.__class__.__mro__:
if mro is b:
return True
return False
是从 mro 继承顺序来判断的,mro 是一个元组,它表示类的继承顺序,这个元组的中类的顺序也决定了属性查找顺序。回到 PyObject_IsInstance 函数往下看:
if (PyTuple_Check(cls)) {
...
}
这是当 instance(x, C) 第二个参数是元组的情况,里面的处理方式是递归调用 PyObject_IsInstance(inst, item) 。继续往下看:
checker = _PyObject_LookupSpecial(cls, &PyId___instancecheck__);
if (checker != NULL) {
res = PyObject_CallFunctionObjArgs(checker, inst, NULL);
ok = PyObject_IsTrue(res);
return ok;
}
显然,这边才是获得 instancecheck 的地方,为了让检查流程走到这里,定义的类要指明 metaclass 。剩下就是跟踪下 PyObjectLookupSpecial 就可以了:
[typeobject.c]
PyObject *
_PyObject_LookupSpecial(PyObject *self, _Py_Identifier *attrid)
{
PyObject *res;
res = _PyType_LookupId(Py_TYPE(self), attrid);
// 有回调的话处理回调
// ...
return res;
}
取的是 PyTYPE(self) ,也就是说指定的 metaclass 里面需要定义 instancecheck ,获得该属性后,通过 PyObjectCallFunctionObjArgs 调用,调用的内容才是用户自定义的重载方法。
检查机制总结
至此,isinstance 的检测过程基本清晰了,为了便于理解,也得益于python很强的自解释能力,我用python代码来简化 isinstance 的过程:
def _isinstance(x, C):
# 快速匹配
if type(x) is C:
return True
# 如果是由元类 type 直接构造的类
if type(C) is type:
return C in x.__class__.__mro__
# 如果第二个参数是元组, 则递归调用
if type(C) is tuple:
for item in C:
r = _isinstance(x, item)
if r:
return r
# 用户自定义检测规则
if hasattr(C, "__instancecheck__"):
return C.__instancecheck__(x)
# 默认行为
return C in x.__class__.__mro__
判断的过程中有5个步骤,而用户自定义的 instancecheck 则比较靠后,这个检测过程主要还是以默认的行为来进行的,用户行为并不优先。
重载 isinstance(x, C)
因此,要想重载 isinstance(x, C) ,让用户能自定义判断结果,就需要满足以下条件:
x 对象不能是由 C 直接实例化;
C 类指定 metaclass ;
指定的 metaclass 类中定义了 instancecheck 。
满足这些条件后,比如对鸭子协议如何判断就比较清楚了:
class MetaSizeable(type):
def __instancecheck__(cls, instance):
print("__instancecheck__ call")
return hasattr(instance, "__len__")
class Sizeable(metaclass=MetaSizeable):
pass
class B(object):
pass
b = B()
print(isinstance(b, Sizeable)) # output: False
print(isinstance([], Sizeable)) # output: True
本次测试环境 Python3.6.0
看完以上的内容,相信你对于Python的了解又加深了一层。作为一名Python爱好者,如果你在学习中遇到了困惑需要交流,可以来我们的网站(http://www.magedu.com/)获取帮助,了解行业评价最高的Linux课程可以拨打电话:18519746220。
一文读懂架构师都不知道的isinstance检查机制的更多相关文章
- 一文读懂MySQL的事务隔离级别及MVCC机制
回顾前文: 一文学会MySQL的explain工具 一文读懂MySQL的索引结构及查询优化 (同时再次强调,这几篇关于MySQL的探究都是基于5.7版本,相关总结与结论不一定适用于其他版本) 就软件开 ...
- pyi文件是干嘛的?(一文读懂Python的存根文件和类型检查)
参考资料: https://blog.csdn.net/weixin_40908748/article/details/106252884 https://www.python.org/dev/pep ...
- 即时通讯新手入门:一文读懂什么是Nginx?它能否实现IM的负载均衡?
本文引用了“蔷薇Nina”的“Nginx 相关介绍(Nginx是什么?能干嘛?)”一文部分内容,感谢作者的无私分享. 1.引言 Nginx(及其衍生产品)是目前被大量使用的服务端反向代理和负载均衡 ...
- 大数据篇:一文读懂@数据仓库(PPT文字版)
大数据篇:一文读懂@数据仓库 1 网络词汇总结 1.1 数据中台 数据中台是聚合和治理跨域数据,将数据抽象封装成服务,提供给前台以业务价值的逻辑概念. 数据中台是一套可持续"让企业的数据用起 ...
- 一文读懂高性能网络编程中的I/O模型
1.前言 随着互联网的发展,面对海量用户高并发业务,传统的阻塞式的服务端架构模式已经无能为力.本文(和下篇<高性能网络编程(六):一文读懂高性能网络编程中的线程模型>)旨在为大家提供有用的 ...
- kubernetes基础——一文读懂k8s
容器 容器与虚拟机对比图(左边为容器.右边为虚拟机) 容器技术是虚拟化技术的一种,以Docker为例,Docker利用Linux的LXC(LinuX Containers)技术.CGroup(Co ...
- 一文读懂Java动态代理
作者 :潘潘 日期 :2020-11-22 事实上,对于很多Java编程人员来说,可能只需要达到从入门到上手的编程水准,就能很好的完成大部分研发工作.除非自己强主动获取,或者工作倒逼你学习,否则我们好 ...
- 一文读懂HTTP/2及HTTP/3特性
摘要: 学习 HTTP/2 与 HTTP/3. 前言 HTTP/2 相比于 HTTP/1,可以说是大幅度提高了网页的性能,只需要升级到该协议就可以减少很多之前需要做的性能优化工作,当然兼容问题以及如何 ...
- 一文读懂AI简史:当年各国烧钱许下的愿,有些至今仍未实现
一文读懂AI简史:当年各国烧钱许下的愿,有些至今仍未实现 导读:近日,马云.马化腾.李彦宏等互联网大佬纷纷亮相2018世界人工智能大会,并登台演讲.关于人工智能的现状与未来,他们提出了各自的观点,也引 ...
随机推荐
- swift 2.0 语法 可选类型
import UIKit /*: 可选类型(可以有值, 也可以没有值) * 在OC中我们可以给一个对象类型变量赋值为nil或者一个对象, 而在Swift中如果想给一个变量赋值为nil那么必须明确指定为 ...
- tiny4412 裸机程序 三、关闭看门狗和调用C程序【转】
本文转载自:http://blog.csdn.net/eshing/article/details/37112779 一.原理说明 上是章中大家可能有会觉得奇怪,CPU不是有看门狗嘛?为什么CPU没有 ...
- 简单动态规划——最长公共子序列&&最长回文子序列&&最长上升||下降子序列
最长公共子序列,顾名思义当然是求两个字符串的最长公共子序列啦,当然,这只是一道非常菜的动规,所以直接附上代码: #include<iostream> #include<cstdio& ...
- Linux 文件和目录操作 - cd - 切换目录
命令详解 重要星级: ★★★★★ 功能说明: cd 命令是 "change directory" 中每个单词的首字母缩写,其功能是从当前工作目录切换到指定工作目录. 语法格式: c ...
- PCB 钻孔补偿那点事
没有优秀的个人,只有优秀的团队,在团队共同的协作下,PCB CAM自动化[net处理]与[钻孔处理] 第一阶段开发项完成了,,后续工作可以转向PCB规则引擎开发了.这里说说PCB工程钻孔补偿的那点事, ...
- 【原创】Vue项目中各种功能的实现
已完成: 后台的管理功能: 这里用的组件是 element-UI ====> NavMenu ◆首先是排版 : <div class="manage-page fillcont ...
- DFS之城堡问题
2019-06-01 17:54:51 坚持!! 题目链接: http://bailian.openjudge.cn/practice/2815 #include <bits/stdc++.h& ...
- 巴什博弈------最少取件数 不是1的情况下 hdu---2897
最少取件数 是1的时候 核心代码是 // 共有 n 见 物品 一次最少取 一个 最多取 m 个 )==) printf("先取者输"); 在代码中 可以看到 题目中 一共 ...
- 1.1输出“hello,world”
#include<iostream> using namespace std; int main() { cout<<"Hello, World!"< ...
- 【NOIP练习赛】开车
[NOIP练习赛]T2.开车 Description 老司机小 Q 要在一个十字路口指挥车队开车,这个十字路口可 以描述为一个 n*n 的矩阵,其中第 2 行到第 n-1 行都各有一道横向车 道,第 ...