Python - 装饰器使用过程中的误区

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

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