18 | metaclass，是潘多拉魔盒还是阿拉丁神灯？
蔡元楠
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
你好，我是蔡元楠，极客时间《大规模数据处理实战》专栏的作者。今天我想和你分享的主题是：metaclass，是潘多拉魔盒还是阿拉丁神灯？
Python 中有很多黑魔法，比如今天我将分享的 metaclass。我认识许多人，对于这些语言特性有两种极端的观点。
一种人觉得这些语言特性太牛逼了，简直是无所不能的阿拉丁神灯，必须找机会用上才能显示自己的 Python 实力。
另一种观点则是认为这些语言特性太危险了，会蛊惑人心去滥用，一旦打开就会释放“恶魔”，让整个代码库变得难以维护。
其实这两种看法都有道理，却又都浅尝辄止。今天，我就带你来看看，metaclass 到底是潘多拉魔盒还是阿拉丁神灯？
市面上的很多中文书，都把 metaclass 译为“元类”。我一直认为这个翻译很糟糕，所以也不想在这里称 metaclass 为元类。因为如果仅从字面理解，“元”是“本源”“基本”的意思，“元类”会让人以为是“基本类”。难道 Python 的 metaclass，指的是 Python 2 的 Object 吗？这就让人一头雾水了。
事实上，meta-class 的 meta 这个词根，起源于希腊语词汇 meta，包含下面两种意思：
“Beyond”，例如技术词汇 metadata，意思是描述数据的超越数据；
“Change”，例如技术词汇 metamorphosis，意思是改变的形态。
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Python中的metaclass是一种强大的语言特性，具有超越类和变形类的能力。本文通过介绍metaclass的用途、应用方法以及Python底层语言设计层面的实现原理，深入探讨了metaclass的特性和使用方法。作者以YAMLObject为例，展示了metaclass的超越变形特性，说明了其在动态序列化/逆序列化方面的优势。此外，还介绍了metaclass的使用方法，以及Python底层语言设计层面是如何实现metaclass的。通过深入浅出的讲解，读者能够快速了解metaclass的概念及其在Python中的应用。文章还提到了使用metaclass的风险，指出了其可能对整个代码库造成的不可估量的风险，因此在应用层并不是很好的选择。总结指出，深入理解metaclass的Python开发者才能用好metaclass，而对于初学者则是科普和警告：不要轻易尝试metaclass。文章通过解读YAML的源码，围绕metaclass的设计本意“超越变形”，解析了metaclass的使用场景和使用方法，深入到Python语言设计层面，搞明白了metaclass的实现机制。文章以黑魔法级别的语言特性来形容metaclass，强调了使用好metaclass可以实现神奇的特性，但使用不好可能会打开潘多拉魔盒。
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尘墨我尝试着自己写了一个例子，发现好像清晰多了，没有看懂的大家可以看一下 class Mymeta(type): def __init__(self, name, bases, dic): super().__init__(name, bases, dic) print('===>Mymeta.__init__') print(self.__name__) print(dic) print(self.yaml_tag) def __new__(cls, *args, **kwargs): print('===>Mymeta.__new__') print(cls.__name__) return type.__new__(cls, *args, **kwargs) def __call__(cls, *args, **kwargs): print('===>Mymeta.__call__') obj = cls.__new__(cls) cls.__init__(cls, *args, **kwargs) return obj class Foo(metaclass=Mymeta): yaml_tag = '!Foo' def __init__(self, name): print('Foo.__init__') self.name = name def __new__(cls, *args, **kwargs): print('Foo.__new__') return object.__new__(cls) foo = Foo('foo') 把上面的例子运行完之后就会明白很多了，正常情况下我们在父类中是不能对子类的属性进行操作，但是元类可以。换种方式理解：元类、装饰器、类装饰器都可以归为元编程(引用自 python-cook-book 中的一句话)。作者回复: 棒
2019-06-20993
KaitoShyyaml.load(""" --- !Monster name: Cave spider hp: [2,6] # 2d6 ac: 16 attacks: [BITE, HURT] """) 运行时报错，pyyaml版本PyYAML-5.1，将语句改成 yaml.load(""" --- !Monster name: Cave spider hp: [2,6] # 2d6 ac: 16 attacks: [BITE, HURT] """，Loader=yaml.Loader)即可，参见"https://github.com/yaml/pyyaml/issues/266"作者回复: 很好
2019-06-1935
TKbook一开始还以为我打开错专栏了。 目前看了好多解释metaclass的文章，感觉这一篇看起来最明了。作者回复: 谢谢
2019-06-1924
隔壁家老鲍感觉入门了，不过还是有一些问题 @修饰符是在python里是怎么实现的呢 老师如果看到了可以给点意见么作者回复: 问题很好，修饰器的确和metaclass有很多相似之处
2019-12-161
jackstraw这代码跑都跑不通作者回复: 遇到什么问题？这些代码我都校验过
2020-01-12
奔跑的蜗牛看不懂了 😄2019-06-195123
=_=基础不够，之前没接触过metaclass，这一讲读起来太费劲了2019-06-1940
程序员人生装饰器像AOP，metaclass像反射机制2019-06-19135
Hoo-Ah之前讲装饰器的时候讲到函数装饰器和类装饰器，而类装饰器就是在雷里面定义了__call__方法，之后在函数执行的时候会调用类的__call__方法。 在metaclass中重载了__call__方法，在使用metaclass实例化生成类的时候也是调用了__call__方法，从这方面来讲是很像。 要说不一样的话，一个是在执行层面，一个是在生成层面。 可以讲讲type和object的区别吗以及可以用一篇专栏讲讲python的魔术方法。2019-06-1927
建强1.metaclass拦截了类的构造，类似于黑客，改变了类的行为，在某些场合可简化程序设计。 2.python装饰器：不会去改变类的行为，但通过装饰类，可以加强类的功能，通过不同的装饰器使类的功能更加丰富。2019-09-2521
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