python的猴子补丁(Monkey Patching)
0. 参考文档
参考文档如下:
- https://achowdhary.com/monkey-patching/
- https://www.cnblogs.com/xp1315458571/p/16049218.html
1. 什么是猴子补丁
Python是一种典型的动态脚本语言。它不仅具有 动态类型(dynamic type) ,而且它的 对象模型(object model) 也是动态的。Python的类是可变的(mutable),方法(methods)只是类的属性(attributes);这允许我们在 运行时(run time) 修改其行为。这被称为猴子补丁(Monkey Patching), 它指的是偷偷地更改代码。
Monkey Patching
只是在 运行时(run time) 动态替换属性(attributes)。
而在Python中,术语monkey patch
指的是对函数(function)、类(class)或模块(module)的动态(或运行时)修改。
2. 举例说明
假设在monkey.py
文件中已经定义了一个类:
# monkey.py
class Me:def who_am_i(self):print("I am a Monkey")
假设
monkey.py
文件中的Me
这个类不是我写的,我只是用到了这个类
为了演示的方便,这个类只有一个who_am_i()
方法,作用是打印"I am a Monkey"
现在我在另外一个文件中想要调用这个类,但是发现这个类里面的who_am_i()
方法不是我想要的内容。
由于我是一个人类,我不喜欢打印我是一个猴子,我想要打印 “I am human”,
所以我给猴子对象打补丁(这里是一个双关语,就是monkey patch的名字的来源),我们可以这么实现:
import monkey # 导入用到的别人写的monkey模块def i_am_human(self): # 定义一个我们想要的方法print("I am human")print(f"{monkey.Me.who_am_i = }") # 替换前,将原来的方法地址打印出来
monkey.Me.who_am_i = i_am_human # 将"who_am_i"的地址替换为"i_am_human"
print(f"{monkey.Me.who_am_i = }") # 替换后,将原来的方法地址打印出来obj = monkey.Me() # 实例化一个对象print(f"{hasattr(obj, 'i_am_human') = }")
print(f"{hasattr(obj, 'who_am_i') = }")
obj.who_am_i() # 直接调用 "who_am_i" 而不是 "i_am_human()"
输出的结果:
monkey.Me.who_am_i = <function Me.who_am_i at 0x7ff6ab1d9af0>
monkey.Me.who_am_i = <function i_am_human at 0x7ff6ab2a0310>
hasattr(obj, 'i_am_human') = False
hasattr(obj, 'who_am_i') = True
I am human
这个例子的结论:
- 我们可以自己定义一个新的方法(或者函数)来更改掉原来类的方法
- 替换以后,原来类的方法名称还在,但是它的内存地址已经发生变化了
- 调用的时候,只能使用原来的方法名来调用,而不是新的方法名称
- 新的方法名称只是包含了实现过程,对于类本身,是看不到这个方法名称的。
3. 其他对象使用猴子补丁
3.1. 使用猴子补丁修复类的实例
上面使用了猴子补丁来修复了一个类的方法, 那么该类的所有实例使用该方法的时候都将使用的是修补后的方法。
如果我们想要减少影响,只修补特定的实例对象, 可是可以完成的,代码如下:
import types
import monkey # 导入用到的别人写的monkey模块monkey1 = monkey.Me()
monkey2 = monkey.Me()def i_am_human(self):print("I am human")monkey2.who_am_i = types.MethodType(i_am_human, monkey2)
monkey1.who_am_i()
monkey2.who_am_i()
输出的结果:
I am a Monkey
I am human
这个例子的结论:
- 同一个类的两个实例中,我们可以单独给某一个实例打猴子补丁,而完全不影响另外一个实例
3.2. 其他对象使用猴子补丁
我们还可以对其他的对象使用猴子补丁,比如模块等, 这里有一个比较实用的例子:
比如你的一个项目中,很多python文件中都用到了
import json
,后来发现如果使用ujson
性能会更高, 但是觉得把每个文件的import json
都改成import ujson as json
成本较高(不要光想着替换,很多项目不仅仅有你一个开发人员); 或者仅仅想测试一下用ujson
替换json
是否符合预期
对于这种需求,只需要在程序的主入口处加上下面的代码:
import json
import ujson def monkey_patch_json(): json.__name__ = 'ujson' json.dumps = ujson.dumps json.loads = ujson.loads monkey_patch_json()
这样后面:
- 所有用到
json.dumps
就会自动调用ujson.dumps
- 所有用到
json.loads
就会自动调用ujson.loads
4. 使用场景与注意事情
可以看到猴子修补非常强大,几乎可以在任何地方修改原来类的实现或者对象的原有功能。但是恰恰是由于其可以随时随地修改,会造成某个对象的具体功能是在哪儿实现的这点非常不明确(破环封装),这会严重影响程序的鲁棒性,容易引发不必要的Bug。 所以要慎用!
猴子补丁合适的使用场景:
- 我们正在处理来自其他人的写的公共代码,优化了一个小的实现,我们目前不想对其源码进行修改(因为其他人还有可能在用这些代码,或者其他版本中有可能用到),我可以将这个补丁放在自己的代码中,即保证了功能的实现,也不影响别人实现
- 我们正在处理来自其他人的遗留代码或代码,我们不想对其进行广泛修改,但仍然希望使其与不同版本的库或环境一起运行,这非常有用。
因此,对于猴子补丁,我个人建议:
- 如果代码的影响范围可控,不要使用猴子补丁,直接更改原来方法的实现
- 如果要使用猴子补丁,尽量在最终端的类或者实例中,不要在中间类中使用
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