先給出一個(gè)四人團(tuán)對Decorator mode的定義：動態(tài)地給一個(gè)對象添加一些額外的職責(zé)。
再來說說這個(gè)模式的好處：認(rèn)證，權(quán)限檢查，記日志，檢查參數(shù)，加鎖，等等等等，這些功能和系統(tǒng)業(yè)務(wù)無關(guān)，但又是系統(tǒng)所必須的，說的更明白一點(diǎn)，就是面向方面的編程（AOP）。
在Python中Decorator mode可以按照像其它編程語言如C++, Java等的樣子來實(shí)現(xiàn)，但是Python在應(yīng)用裝飾概念方面的能力上遠(yuǎn)不止于此，Python提供了一個(gè)語法和一個(gè)編程特性來加強(qiáng)這方面的功能。Python提供的語法就是裝飾器語法(decorator)，如下：
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@aoodef foo(): passdef aoo(fn): return fn |
裝飾模式強(qiáng)調(diào)動態(tài)地給對象添加額外的功能。 Python內(nèi)置了很多對裝飾器的支持，因此在Python中使用裝飾模式是非常容易的，下面是一個(gè)典型的例子，給函數(shù)增加日志功能：
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import functoolsdef log_wrapper(fun): @functools.wraps(fun) def wrapper(*args, **kwargs): print '在函數(shù)執(zhí)行前加日志' ret = fun(*args, **kwargs) print '在函數(shù)執(zhí)行后家日志' return ret return wrapper@log_wrapperdef test(): print 'Hello, 世界' |
functools.wraps是Python標(biāo)準(zhǔn)庫提供的一個(gè)特殊的裝飾器，用來解決裝飾器帶來的一些常規(guī)問題，如函數(shù)名稱、doc等的不一致問題。@是Python針對裝飾器提供的一個(gè)語法糖，上面的@log_wrapper相當(dāng)于wrap_test = log_rapper(test)，用@后，這個(gè)步驟由解釋器代勞了。
裝飾器是Python編程必須掌握的一項(xiàng)技能，在編碼過程中經(jīng)常會用到。
這里只是一個(gè)普通的內(nèi)嵌函數(shù)
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def foo(x): y = x def foo1 (): a = 1 return a return foo1 |
而下面boo則是一個(gè)閉包
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def aoo(a, b): c = a def boo (x): x = b + 1 return x return boo |
boo的特殊性在于引用了外部變量b，當(dāng)aoo返回后，只要返回值（boo）一直存在，則對b的引用就會一直存在。
上面的知識可能需要花些時(shí)間消化，如果你覺得已經(jīng)掌握了這些知識，下面就回歸正題，看看這些語言特性是怎樣來實(shí)現(xiàn)Python中裝飾的概念的。
還是讓我們先看一個(gè)簡單的例子，然后逐步深入。這個(gè)例子就是加鎖，怎樣實(shí)現(xiàn)加鎖的功能？
具體需求是這樣的：我有一個(gè)對象，實(shí)現(xiàn)了某些功能并提供了一些接口供其它模塊調(diào)用，這個(gè)對象是運(yùn)行在并發(fā)的環(huán)境中的，因此我需要對接口的調(diào)用進(jìn)行同步，第一版的代碼如下：
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class Foo(object): def __init__(self, …): self.lock = threading.Lock() def interface1(self, …): self.lock.acquire() try: do something finally: self.lock.release() def interface2(self, …): same as interface1() … |
這版代碼的問題很明顯，那就是每個(gè)接口函數(shù)都有相同的加鎖/解鎖代碼，重復(fù)的代碼帶來的是更多的鍵入，更多的閱讀，更多的維護(hù)，以及更多的修改，最主要的是，程序員本應(yīng)集中在業(yè)務(wù)上的的精力被分散了，而且請注意，真正的業(yè)務(wù)代碼在距離函數(shù)定義2次縮進(jìn)處開始，即使你的顯示器是寬屏，這也會帶來一些閱讀上的困難。
你直覺的認(rèn)為，可以把這些代碼收進(jìn)一個(gè)函數(shù)中，以達(dá)到復(fù)用的目的，但是請注意，這些代碼不是一個(gè)完整同一的代碼塊，而是在中間嵌入了業(yè)務(wù)代碼。
現(xiàn)在我們用裝飾器語法來改進(jìn)這部分代碼，得到第2版代碼：
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def sync(func): def wrapper(*args, **kv): self = args[0] self.lock.acquire() try: return func(*args, **kv) finally: self.lock.release() return wrapperclass Foo(object): def __init__(self, …): self.lock = threading.Lock() @sync def interface1(self, …): do something @sync def interface2(self, …): do something … |
一個(gè)裝飾器函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是所要裝飾的那個(gè)函數(shù)對象，而且裝飾器函數(shù)必須返回一個(gè)函數(shù)對象。如sync函數(shù)，當(dāng)其裝飾interface1時(shí)，參數(shù)func的值就是interface1，返回值是wrapper，但類Foo實(shí)例的interface1被調(diào)用時(shí)，實(shí)際調(diào)用的是wrapper函數(shù)，在wrapper函數(shù)體中間接調(diào)用實(shí)際的interface1；當(dāng)interface2被調(diào)用時(shí)，也調(diào)用的是wrapper函數(shù)，不過由于在裝飾時(shí)func已經(jīng)變成interface2，所以會間接地調(diào)用到實(shí)際的interface2函數(shù)。
使用裝飾器語法的好處：
代碼量大大的減少了，更少的代碼意味著更少的維護(hù)，更少的閱讀，更少的鍵入，好處不一而足（可復(fù)用，可維護(hù)）
用戶基本上將絕大部分精力放在了業(yè)務(wù)代碼上，而且少了加減鎖的代碼，可讀性也提高了
缺點(diǎn)：
業(yè)務(wù)對象Foo中有一個(gè)非業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)成員lock，很礙眼；
相當(dāng)程度的耦合，wrapper的第一個(gè)參數(shù)必須是對象本身，而且被裝飾的對象中必須有一個(gè)lock對象存在，這給客戶對象添加了限制，使用起來不是很舒服。
我們可以更進(jìn)一步想一想：
lock對象必須要放在Foo中嗎？
為每個(gè)接口函數(shù)都鍵入@sync還是很煩人的重復(fù)性人工工作，如果漏添加一個(gè)，還是會造成莫名其妙的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，為什么不集中處理呢？
為了解決上述的缺點(diǎn)，第3版代碼如下：
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class DecorateClass(object): def decorate(self): for name, fn in self.iter(): if not self.filter(name, fn): continue self.operate(name, fn)class LockerDecorator(DecorateClass): def __init__(self, obj, lock = threading.RLock()): self.obj = obj self.lock = lock def iter(self): return [(name, getattr(self.obj, name)) for name in dir(self.obj)] def filter(self, name, fn): if not name.startswith('_') and callable(fn): return True else: return False def operate(self, name, fn): def locker(*args, **kv): self.lock.acquire() try: return fn(*args, **kv) finally: self.lock.release() setattr(self.obj, name, locker)class Foo(object): def __init__(self, …): … LockerDecorator(self).decorate() def interface1(self, …): do something def interface2(self, …): do something … |
對對象的功能裝飾是一個(gè)更一般的功能，不僅限于為接口加鎖，我用2個(gè)類來完成這一功能，DecorateClass是一個(gè)基類，只定義了遍歷并應(yīng)用裝飾功能的算法代碼(template method)，LockerDecorator實(shí)現(xiàn)了為對象加鎖的功能，其中iter是迭代器，定義了怎樣遍歷對象中的成員（包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)），filter是過濾器，定義了符合什么規(guī)則的成員才能成為一個(gè)接口，operate是執(zhí)行函數(shù)，具體實(shí)施了為對象接口加鎖的功能。
而在業(yè)務(wù)類Foo的__init__函數(shù)中，只需要在最后添加一行代碼：LockerDecorator(self).decorate()，就可以完成為對象加鎖的功能。
如果你的對象提供的接口有特殊性，完全可以通過直接改寫filter或者繼承LockerDecorator并覆蓋filter的方式來實(shí)現(xiàn)；此外，如果要使用其他的裝飾功能，可以寫一個(gè)繼承自DecorateClass的類，并實(shí)現(xiàn)iter，filter和operate三個(gè)函數(shù)即可。
