为什么 __getattr__ 不能与 __exit__ 一起使用？

Question

在尝试计算另一个 question 时，我感到有点意外。

这对我来说似乎非常奇怪，我认为值得提出这个问题。为什么__getattr__ 似乎不能与with 一起使用？

如果我制作这个对象：

class FileHolder(object):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        self.f= file(*args,**kwargs)

    def __getattr__(self,item):
        return getattr(self.f,item)

并与with一起使用，

>>> a= FileHolder("a","w")
>>> a.write
<built-in method write of file object at 0x018D75F8>
>>> with a as f:
...   print f
...
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: __exit__
>>> a.__exit__
<built-in method __exit__ of file object at 0x018D75F8>

为什么会这样？

编辑

>>> object.__exit__
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: type object 'object' has no attribute '__exit__'

绝对不是继承__exit__

Answer 1

with 语句操作码 SETUP_WITH 将 __exit__ 查找为“特殊方法查找”，它忽略了新式类（但不是旧式类）上的 __getattr__ 和 __getattribute__。有关更多信息，请参阅this mailing list thread，他们在其中讨论将特殊方法查找语义添加到with（他们最终会这样做）。有关为什么以这种方式查找这些特殊方法的详细讨论，另请参阅 special method lookup for new-style classes。

特别是，特殊方法查找也绕过类型对象上的__getattr__。因此，即使文档说该方法被查找为type(mgr).__exit__，此代码也不起作用：

class M(type):
    def __getattr__(*args): return lambda: 0

class X(object):
    __metaclass__ = M

x = X()
type(x).__exit__ # works, returns a lambda

with x: pass # fails, AttributeError

Answer 2

我不能肯定地说，但是在阅读了描述 with 语句的 PEP 之后：

http://www.python.org/dev/peps/pep-0343/

这让我大吃一惊：

A new statement is proposed with the syntax:

    with EXPR as VAR:
        BLOCK

....

The translation of the above statement is:

    mgr = (EXPR)
    exit = type(mgr).__exit__  # Not calling it yet
    value = type(mgr).__enter__(mgr)

....

就在那儿。 with 语句不调用__getattr__(__exit__)，而是调用不存在的type(a).__exit__，给出错误。

所以你只需要定义那些：

class FileHolder(object):                                                                                                                 
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        self.f= file(*args,**kwargs)

    def __enter__(self,*args,**kwargs):
        return self.f.__enter__(*args,**kwargs)

    def __exit__(self,*args,**kwargs):
        self.f.__exit__(*args,**kwargs)

    def __getattr__(self,item):
        return getattr(self.f,item)

Answer 3

前面的答案已经解释了__getattr__ 不适用于__enter__ 和__exit__ 的事实。我在这里给出我的想法，为什么它不应该起作用。

我们在对象上定义__enter__ 和__exit__ 方法的唯一原因是我们需要在with 语句中使用它。这两个方法帮助我们隐式地获取和释放资源，所以我们通常这样定义它们：

class Resource(object):
    ...
    def __enter__(self):
        return self
            
    def __exit__(self, *exc):
        self.close()

然后你可以写一些这样的代码：

with Resource() as resource:  # __enter__ is called and returns a value as `resource`
    do_something_with_resource()
    # `resource.__exit__` is called

如您所见，我们获取和释放的资源正是我们定义的类的一个实例。

如果我们将资源作为属性并用__getattr__ 代理它的__enter__ 和__exit__ 会怎样？我们这样写一些代码：

class ResourceProxy(object):
    def __init__(self):
        self._resource = Resource()

    def __getattr__(self, key):
        return getattr(self._resource, key)

假设__getattr__ 与__enter__ 和__exit__ 可以正常工作，下面是with 语句中会发生的情况：

with ResourceProxy() as resource:  # proxied __enter__ is called
    # now `resource` is NOT a ResourceProxy instance, because what we called is `_resource.__enter__`
    do_something_with_resource()
    # `_resource.__exit__` is called and closed itself properly. 
    # Here is nothing to do with ResourceProxy, because it has never enter `with` context

上述行为很奇怪，可能与用户预期的不一样，原因如下：

1. 进入with上下文的资源不是我们发送的对象。
2. 退出with上下文时，调用代理对象的__exit__方法，而不是我们发送的外部对象。您可能认为如果我们在外部类上添加__exit__定义可能会有所帮助，但是答案是否定的，因为外部类从未进入 with 上下文。

总而言之，如果我们让__getattr__ 与__enter__ 和__exit__ 一起使用，将会导致不良行为。这不是一个好的设计。