python的__slots__属性

python的__slots__属性

我们先探讨一个问题：对象通过类实例化后，如何存储自己的属性？默认情况下，Python中对象的属性是通过字典形式储存的。通过查看特殊的object.__dict__，可以了解对象有哪些属性。

object.__dict__在Python官方文档中的解释为：用于存储对象的（可写）属性的字典或其它映射对象。

在交互式模式中测试定义类的__slots__属性前后，对象属性的变化情况，可以对比是否定义__slots__属性对类属性的影响。通过打印结果，可以看出在是否使用__slots__属性时，对象属性的储存方式有何不同。

在定义类时使用__slots__属性后，对象存储属性的方式发生改变。此时，属性查找速度能显著提高，同时节省内存空间。

官方文档中介绍，__slots__允许我们显式声明数据成员（如属性），并拒绝创建__dict__和__weakref__（除非在__slots__中明确声明或在父类中可用）。使用__slots__相对于使用__dict__，能节省大量内存，且属性查找速度更快。

在使用__slots__时，需要明确指出声明的变量，Python将为这些变量预留空间，防止为每个实例自动创建__dict__和__weakref__。这有助于在处理大量属性不多的实例时节省内存。

切记，__slots__不宜过早使用。只有当实例化对象达到数百万个时，才有必要考虑使用__slots__进行优化。

官方文档中提到，通过__slots__限制创建非法属性，可以避免错误。通过示例代码演示了在__slots__中定义属性与未定义属性时，对象行为的对比。

为了验证节省内存的效果，使用了《Fluent Python》示例代码进行测试。在MacBookPro上测试时，使用__slots__优化后，内存消耗明显减少。在阿里云上测试时，未使用__slots__优化的程序直接崩溃，说明内存管理问题严重。

关于__slots__的源码实现，可参考B站视频教程，详细解释了这种特殊效果的实现机制。在创建类对象时，函数`type_new`完成__slots__的实现。该实现位于Cpython源码的`Objects/typeobject.c`文件中。2024-11-18