Python 中的猴子补丁

简介: Python 中的猴子补丁

猴子补丁是从 Monkey Patch 翻译过来的,最初接触时觉得这个名字非常奇怪,于是就搜索了下其名字的由来,大致有两种说法:

  1. 猴子补丁这个叫法起源于 Zope 框架,开发者在修复 ZopeBug 的时候,经常在程序后面追加更新部分。最开始大家把它叫 Guerrilla Patch(杂牌军补丁),位置不固定,哪里需要就出现在哪里。在英语里 GuerrillaGorilla 读音相似,有人就将其叫为 Gorilla PatchGorilla 译为大猩猩,叫着叫着,又有人把其叫成了 Monkey Patch 猴子补丁。
  2. 另一种说法是在英文里 monkeying about 译为顽皮的,而猴子补丁的用法会将代码弄乱,也比较 “顽皮”,故此就有了 Monkey Patch 的叫法。

什么是猴子补丁

简单介绍了猴子补丁这个词的由来,那么什么是猴子补丁呢?所谓猴子补丁就是一种运行时的属性替换。

直白了说,就是在程序运行的过程中,为内存中的对象替换属性、方法,而不是通过修改源码的方式替换对象的属性、方法等。

猴子补丁示例

Python 在 3.5 版本之前,只对协程提供了基本支持,不过有个第三方库 gevent 通过大量使用猴子补丁的方式提供了更加完善的协程支持。

gevent 使用猴子补丁方法如下:

import socket
from gevent import monkey
print(f'Python socket: {socket.socket}')
monkey.patch_socket()  # 使用 gevent 的猴子补丁
print(f'Gevent socket: {socket.socket}')

输出结果:

Python socket: <class 'socket.socket'>
Gevent socket: <class 'gevent._socket3.socket'>

gevent 使用猴子补丁非常简单,只需要一行代码 monkey.patch_socket() 就能实现。通过程序执行的结果可以发现,使用猴子补丁后,Python 内置的 socket 对象被替换为了 geventsocket 对象。这就是猴子补丁的威力。

自己实现猴子补丁

看了 gevent 中使用猴子补丁的使用示例,对猴子补丁有了一个初步的概念。接下来我们就来自己实现一个猴子补丁。

在 Python 的 multiprocessing 内置库中,有一个 cpu_count 方法可以获取当前计算机的 CPU 核心数,我们可以通过用猴子补丁的方式来修改 cpu_count 这个方法。

import multiprocessing
# 获取计算机 CPU 核心数
print(multiprocessing.cpu_count())
def cpu_count():
    return 10
multiprocessing.cpu_count = cpu_count  # 使用猴子补丁方式
print(multiprocessing.cpu_count())

输出结果:

4
10

我电脑的 CPU 核心数为 4,所以第一次输出结果即为 4。而通过 multiprocessing.cpu_count = cpu_count 这行代码将 multiprocessingcpu_count 方法替换成自己实现的 cpu_count 方法后,得到的结果则为 10。

这里就通过猴子补丁的方式实现了运行时的方法替换。这就是猴子补丁的原理,在未对源码以任何形式进行修改的情况下,只通过 打补丁 的方式替换掉 multiprocessing原有的 cpu_count 方法,以后每次调用 multiprocessing.cpu_count() 执行的都是自定义的 cpu_count 方法,也就是说返回结果将永远为 10。

总结

猴子补丁灵活且强大,但却是把双刃剑。维基百科上说,猴子补丁是一种很脏的编程技巧。它固然强大,但如果被滥用,将造成代码难以维护。

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