Python3.7中一种懒加载的方式

注意：这篇博文中的代码，现在已经是PyPI上modutil模块的一部分了。

Python3.7在模块上也添加了__getattr__()和__dir__()两个方法。这个新特性让我们能够实现一些有趣的事情。例如，通过定义__dir__方法，你可以要求dir(模块)只显示__all__中定义的内容了。

但对于我来说，我更关心__getattr__方法，以及我如何能利用这个特性实现懒加载。在本文的开始，我希望先告诉大家，大多数人的代码是不需要懒加载的。只有当懒加载带来的好处很有用时你才应该使用它，比如，一个运行时间很短的终端程序。对于大多数人，懒加载都是没有必要的，甚至是有害的，它会让你延后得知导入失败，而不是项目一启动时就能够知道。

旧方法

之前我们有两种方式做懒加载。最古老的方式是在局部加载，而不是全局加载（例如在你定义的函数内进行导入，而不是在模块顶部进行导入）。这种方式确实推迟了加载的时间点，在你的函数被运行时，函数里的import语句才会进行真正的加载。但它有一个缺点就是，这个import语句需要在不同的函数中写很多次。而且由于你只是在一些函数中写了import语句，你很可能写着写着就忘记了想要规避哪个模块的全局引用，然后后面又不小心全局引用了同样的模块。这个做法确实能实现懒加载，就是写法不够好。

另一种方法是使用importlib中提供的延迟加载器。Google、Facebook和Mercurial的很多开发者在使用这个延迟加载器。Google和Facebook主要是看中这个方法性能不错，Mercurial主要是看中这个方法比较简单、开发迅速。使用这个延迟加载器有一个很好的效果，它会提前检查要导入的模块是否能找到，如果找不到会抛出一个ModuleNotFoundError错误，而真正被延迟的只是模块加载的过程。

很多人很喜欢这个延迟加载器，以至于他们让所有的东西都延迟加载了。这样做有优点也有缺点。优点是你没有额外付出什么努力，就让所有的模块都延迟加载了。缺点是因为你让模块默认延迟加载了，会导致一些需要即时加载的模块的逻辑发生错误（这也就是Python箴言中为什么说明确优于隐晦）。事实上，Mercurial为了避免这个问题，专门维护了一个模块黑名单，黑名单上的模块不进行延迟加载。但为此，他们不得不一直维护这个名单，所以这样做也不是一个很好的办法。

新方法

在Python3.7中，模块上可以定义一个__getattr__方法，这让开发者可以定义一个函数，使得访问的模块属性不存在时，导入一个模块作为当前模块的属性。这样做确实也有“发现导入错误被推迟”这个弊病，但是由于你的导入还是全局的，所以代码更容易控制。

这个代码本身并不复杂。

你可以这样使用上面的代码

设计这个函数时，最棘手的部分就是模拟import ... as ... 语法来避免命名冲突，我最终选择使用一个类似原有as语法的字符串。我也可以把as语法字符串再拆分为第三个参数，这个参数也是一个字典对象，但是我想没必要这样做，能与原有语法有更多的相同点，当然是最好的。

无论如何，这个思考的过程都让我很享受。我喜欢这种用20行Python代码就完成一个不错的功能的感觉！