Python开发培训之如何使用Hook技巧

2018-03-22 13:38:37 554浏览

　　什么是Hook，就是在一个已有的方法上加入一些钩子，使得在该方法执行前或执行后另在做一些额外的处理，那么Hook技巧有什么作用以及我们为什么需要使用它呢，事实上如果一个项目在设计架构时考虑的足够充分，模块抽象的足够合理，设计之初为以后的扩展预留了足够的接口，那么我们完全可以不需要Hook技巧。但恰恰架构人员在项目设计之初往往没办法想的足够的深远，使得后续在扩展时深圳面临重构的痛苦，这时Hook技巧似乎可以为我们带来一记缓兵之计，通过对旧的架构进行加钩子来满足新的扩展需求。

下面我们就来看看如果进行Hook处理，我们按照Hook的对象的层级来逐一介绍：

对类进行Hook

也就是说我们得钩子需要监控到类的创建等操作，然后在此之前或之后做我们希望的操作

1、Hook类的创建

你可以在写一个类的时候为其添加__metaclass__属性

classFoo(Bar):__metaclass__=something…

Python创建类的过程是这样的：

Foo中有__metaclass__这个属性吗?如果是，Python会在内存中通过__metaclass__创建一个名字为Foo的类。如果Python没有找到__metaclass__，它会继续在Bar(父类)中寻找__metaclass__属性，并尝试做和前面同样的操作。如果Python在任何父类中都找不到__metaclass__，它就会在模块层次中去寻找__metaclass__，并尝试做同样的操作。如果还是找不到__metaclass__,Python就会用内置的type来创建这个类对象。

所以我们需要在给__metaclass__属性的值是一个能够创建一个类的东西，即一个继承type的类。

比如：

classSingleton(type):def__init__(cls,name,bases,dict):super(Singleton,cls).__init__(name,bases,dict)cls._instance=Nonedef__call__(cls,*args,**kw):ifcls._instanceisNone:cls._instance=super(Singleton,cls).__call__(*args,**kw)returncls._instanceclassMyClass(object):__metaclass__=Singleton

Singleton就是一个能够创建类的对象，因为它继承了type

也正因为此，我们可以在Singleton这个类中去监控MyClass的创建过程

2、Hook实例属性

这里我们需要操作的属性是__getattribute__和__getattr__

object.__getattribute__(self,name)：无论访问存在还是不存在的属性都先访问该方法

object.__getattr__(self,name)：当不存在__getattribute__方法或者引发了AttributeError异常时访问该方法

classC(object):a='abc'def__getattribute__(self,*args,**kwargs):print(__getattribute__()iscalled)returnobject.__getattribute__(self,*args,**kwargs)def__getattr__(self,name):print(__getattr__()iscalled)returnnamec=C()printc.a__getattribute__()iscalledabcprintc.aa__getattribute__()iscalled__getattr__()iscalledaa

可以看到，访问已有属性a时，__getattribute__被调用，访问未定义的属性aa时__getattribute__先被调用，接着__getattr__被调用

3、Hook类属性

python描述符是一个“绑定行为”的对象属性，在描述符协议中，它可以通过方法重写属性的访问。这些方法有__get__(),__set__(),和__delete__()。如果这些方法中的任何一个被定义在一个对象中，这个对象就是一个描述符。

classDesc(object):def__get__(self,instance,owner):print(__get__...)def__set__(self,instance,value):print('__set__...')classTestDesc(object):x=Desc()t=TestDesc()t.x__get__...

-self:Desc的实例对象，其实就是TestDesc的属性x

-instance:TestDesc的实例对象，其实就是t

-owner:即谁拥有这些东西，当然是TestDesc这个类，它是最高统治者，其他的一些都是包含在它的内部或者由它生出来的

为了让描述符能够正常工作，它们必须定义在类的层次上。否则Python无法自动为你调用__get__和__set__方法。

而根据之前对类方法的说明，引用t.x的时候是否会先引用TestDesc的__getattribute__方法呢?答案是会的，其实访问属性时在python中真实的查找顺序是这样的：

1)__getattribute__()，无条件调用

2)数据描述符(定义了__set__或__delete__的描述符)：由1)触发调用(若人为的重载了该__getattribute__()方法，可能会导致无法调用描述符)

3)实例对象的字典

4)类的字典

5)非数据描述符(只定义了__get__的描述符)

6)父类的字典

7)__getattr__()方法

4、使用修饰符来Hook类

defsingleton(cls,*args,**kw):instances={}def_singleton():ifclsnotininstances:instances[cls]=cls(*args,**kw)returninstances[cls]return_singleton@singletonclassMyClass(object):a=1def__init__(self,x=0):self.x=x

我们使用singleton方法把MyClass修饰为了一个单例模式，同时我们也在singleton方法中实现了对MyClass实例过程的监控。

对方法进行Hook

1、修饰符来Hook方法

1)修饰不带参数的方法

defsomething(func):defwrap():printstartfunc()printendreturnwrap@somethingdeffunc():pass

2)修饰带参数的方法

defsomething(func):defwrap(*args,**kargv):printstartfunc(*args,**kargv)printendreturnwrap@somethingdeffunc(a,b):pass

defsomething(a,b):defnew_func(func):defwrap(*args,**kargv):printafunc(*args,**kargv)printbreturnwrapreturnnew_func@something(1,2)deffunc(a,b):pass

3)使用带参数的修饰符来修饰方法


其他Hook

1、Hook内建方法

#Hookopen方法real_open=__builtins__.open__builtin__.open=my_open#Hookimport方法real_importer=__import____builtins__.__import__=my_importer

上述操作使得my_open代替了python内置的open方法，故而我们可以使用我们自己的my_open方法来监控后续对open方法的调用了

2、MonkeyPatch

fromSomeOtherProduct.SomeModuleimportSomeClassdefspeak(self):return"ookookeeeeeeeee!"SomeClass.speak=speak

实际上这是所有语言都会使用到的Hook技巧，往往在我们使用了第三方的包，希望在之上做一些扩展，但又不想改动原有的代码时使用

多说一句

上述提到了修饰符的操作，那么我们在使用修饰符时有一些小技巧需要了解

1、使用functools

防止使用修饰器后函数签名被改变

fromfunctoolsimportwrapsdefmy_dec(func):@wraps(func)defwrapped():print%siscalled%func.__name__returnfunc()returnwrapped@my_decdeffoo():pass

这样处理后，foo方法的签名与被修饰之前保持了一致，否则签名将会变成my_dec方法的签名

2、使用decorator模块来做修饰器

fromdecoratorimportdecorator@decoratordefwrap(f,*args,**kw):

printstartf(*args,**kw)printend#这样wrap方法就变成了一个decorator@wrapdeffunc():printfunc

3、使用类做修饰器

classtest(object):def__init__(self,func):self._func=funcdef__call__(self):printstartself._func()printend@testdeffunc():printfuncfunc()startfuncend

实际应用中很少遇到可以使用一个类作为修饰器，但实际上只要一个类实现了__call__方法，其就可以作为一个修饰器存在了，并且由于类的可操作性较方法更强大，所以类做修饰器也可以实现更丰富的特性。

最后想要了解更多关于Python发展前景趋势，请关注扣丁学堂python培训官网、微信等平台，扣丁学堂IT职业在线学习教育平台为您提供最新的Python视频教程系统，通过千锋扣丁学堂金牌讲师在线录制的Python视频教程课程，让你快速掌握Python从入门到精通开发实战技能。扣丁学堂Python开发工程师技术交流群：279521237。

【关注微信公众号获取更多学习资料】

查看更多关于"Python开发资讯"的相关文章>>