为啥`type.__new__`调用`__init_subclass__`？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥`type.__new__`调用`__init_subclass__`？

【英文标题】：Why does `type.__new__` call `__init_subclass__`?为什么`type.__new__`调用`__init_subclass__`？

【发布时间】：2021-06-03 10:38:48

【问题描述】：

我注意到我无法以我想要的方式将__init_subclass__ 与 Django 模型类一起使用。在父类的__init_subclass__ 方法运行时，元类似乎还没有完成创建子类。虽然我了解问题所在，并且可以通过制作自定义元类来规避它，但我不明白的是为什么！

在我的脑海中，我倾向于认为任何像 __new__ 这样的调用都应该在像 __init__ 这样的调用发生之前完成。但元类和__init_subclass__ 并非如此，如下所示：

class MetaMeta(type):
    print('parsing MetaMeta')
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print('entering MetaMeta.__call__')
        instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        print('leaving MetaMeta.__call__')
        return instance

class Meta(type, metaclass=MetaMeta):
    print('parsing Meta')
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        print('  entering Meta.__init__')
        super().__init__(*args, **kwargs)
        print('  leaving Meta.__init__')
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(f'  entering Meta.__new__')
        instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        print('  leaving Meta.__new__')
        return instance

class Parent(object, metaclass=Meta):
    print('parsing Parent')
    def __init_subclass__(cls, *args, **kwargs):
        print('    entering Parent.__init_subclass__')
        super().__init_subclass__(*args, **kwargs)
        print('    leaving Parent.__init_subclass__')

class Child(Parent):
    print('parsing Child')

结果：

parsing MetaMeta
parsing Meta
parsing Parent
entering MetaMeta.__call__
  entering Meta.__new__
  leaving Meta.__new__
  entering Meta.__init__
  leaving Meta.__init__
leaving MetaMeta.__call__
parsing Child
entering MetaMeta.__call__
  entering Meta.__new__
    entering Parent.__init_subclass__
    leaving Parent.__init_subclass__
  leaving Meta.__new__
  entering Meta.__init__
  leaving Meta.__init__
leaving MetaMeta.__call__

在调用__init_subclass__ 之后，元类仍然可以在Meta.__new__ 中设置类。这对我来说似乎很奇怪。为什么会这样，有没有办法在Parent（没有自定义元类）中提供完全在Meta.__new__ 之后（可能在Meta.__init__ 之前）运行的代码？

或者我完全错过了什么？

仅供参考，我找到了一些相关的主题，但不是我想要的：

The call order of python3 metaclass Arguments of __new__ and __init__ for metaclasses https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html#customizing-class-creation

也许问这个问题的更简洁的方法是“为什么 Python（至少是 v3.9）有Meta.__new__ 调用Parent.__init_subclass__，而不是让MetaMeta.__call__ 在__new__ 完成后立即调用它？

请注意，在询问之后，我确实找到了一些关于这个主题的 python.org 讨论，但我认为他们没有说明原因：

https://bugs.python.org/issue42775 https://mail.python.org/archives/list/[e-mail]/thread/ZMRRNSFSLJZDGGZ66CFCYQBINU62CDNX/

【参考方案1】：

棘手。

所以，就是这样，因为它是用语言制作的。在为类创建过程添加功能时，人们不允许自定义何时 __init_subclass__，或描述符 __set_name__，或计算最终线性化 (mro)：所有这些都在 type.__new__ 内一次完成 - 和任何编写的元类都必须在某个时候调用type.__new__。

但是，有一个可能的解决方法：如果 type.__new__ 不会“看到”__init_subclass__ 方法，则不会调用它。

因此，子元类可以隐藏__init_subclass__，调用父类__new__，然后在离开自己的__new__ 之前恢复并调用__init_subclass__。

所以，如果问题特别是在 Django 的元类 __new__ 完成后需要 __init_subclass__ 运行，我可以想到两个选项，它们都涉及从 Django 的 ORM 元类继承、修改它并使用它作为模型的元类。

那么第一个选项就是在你的项目中使用另一个方法名而不是__init_subclass__。你的自定义元类调用 super().__new__() ，Django 和 Python 做他们的事情，你调用你的 __init_subclass2__ （或者你选择的任何名字）。 我认为这是最易于维护和最直接的方式。

第二个选项是我之前提到的：您的__new__ 方法检查所有基是否出现__init_subclass__，然后从它们所在的类中临时删除，存储原始方法，调用super().__new__()，然后恢复__init_subclass__ 方法，然后调用它们。这样做的好处是可以在层次结构中使用现有的__init_subclass__（只要类本身是用 Python 而不是本机代码编写的：在这种情况下暂时删除该方法将不起作用）。它的严重缺点是您必须自己扫描 mro（您必须重新进行线性化）搜索所有现有的 __init_subclass__ 并在之后恢复它们 - 可能存在一些难以发现的极端情况。