#python

@property의 문제점

  • 재사용성:
    • @property로 데코레이트하는 메서드를 같은 클래스에 속한 여러 속성에 사용하지 못함
    • 또한 관련 없는 클래스에서도 재사용할 수 없음
class Homework(object):
    def __init__(self):
        self._grade = 0
        
    @property
    def grade(self):
        return self._grade
    
    @grade.setter
    def grade(self, value):
        if not (0 <= value <= 100):
            raise ValueError("Grade must be between 0 and 100")
        self._grade = value

galileo = Homework()    # 쉽게 사용 가능
galileo.grade = 95
  • 학생들의 시험 성적을 매기는 경우: 시험은 여러 과목, 과목별로 점수
class Exam(object):
    def __init__(self):
        self._writing_grade = 0
        self._math_grade = 0
    
    @staticmethod
    def _check_grade(value):
        if not (0 <= value <= 100):
            raise ValueError("Grade must be between 0 and 100")
  • 이런 식의 구현은 코드가 너무 장황해짐:
    • 시험 영역마다 새 @property와 관련 검증이 필요하기 때문
    • 즉, 범용성이 좋지 못함
    @property
    def writing_grade(self):
        return self._writing_grade
        
    @writing_grade.setter
    def writing_grade(self, value):
        self._check_grade(value)
        self._writing_grade = value
    
    @property
    def math_grade(self):
        return self._math_grade
    
    @math_grade.setter
    def math_grade(self, value):
        self._check_grade(value)
        self._math_grade = value
  • 위와 다르게 과제와 시험 이외의 항목에도 백분율 검증을 재사용하고 싶다면:
  • 디스크립터 이용

디스크립터 프로토콜(descriptor protocol)

  • 속성에 대한 접근을 언어에서 해석할 방법을 정의
  • 디스크립터를 이용하면 한 클래스의 서로 다른 속성에 같은 로직을 재사용할 수 있음
  • __get__/__set__ 메서드를 갖춤:
    • 파이썬은 이 클래스가 디스크립터 프로토콜을 따른다고 가정
    • 반복 코드 없이도 성적 검증 동작을 재사용할 수 있게 해줌
  • 믹스인보다 좋은 방법
  • 디스크립터 속성에 접근할 때 파이썬이 무슨 일을 하는지 이해하기 위한 예제
class Grade(object):      # Grade 클래스는 디스크립터 프로토콜을 구현
    def __get__(*args, **kwargs):
        # ...
    
    def __set__(*args, **kwargs):
        # ...

class Exam(object):       # Grade 인스턴스를 클래스 속성으로 포함하는 새로은 Exam 클래스 정의
    # 클래스 속성
    math_grade = Grade()
    writing_grade = Grade()
    science_grade = Grade()

# 프로퍼티 할당
exam = Exam()
exam.writing_grade = 40
  • 위의 프로퍼티 할당 부분은 다음과 같이 해석됨:
Exam.__dict__["writing_grade"].__set__(exam, 40)
  • 이번에는 다음과 같이 프로퍼티를 얻어옴
print(exam.writing_grade)
  • 위의 코드는 다음과 같이 해석됨:
print(Exam.__dict__["writing_grade"]).__get__(exam, Exam)
  • 이런 방식의 동작을 간단히 설명하면:
    • Exam 인스턴스에 writing_grade 속성이 없으면 파이썬은 대신 Exam 클래스의 속성을 이용

디스크립터 구현

  • 첫 번째 시도:
class Grade(object):
    def __init__(self):
        self._value = 0
    
    def __get__(self, instance, instance_type):
        return self._value
    
    def __set__(self, instance, value):
        if not (0 <= value <= 100):
            raise ValueError("Grade must be between 0 and 100")
        self._value = value
  • 위의 시도는 잘못됨:
    • 하나의 Exam 인스턴스에 있는 여러 속성에 접근하는 것은 잘 동작
    • 여러 Exam 인스턴스에 있는 여러 속성에 접근하는 것은 제대로 동작하지 않음
# 하나의 인스턴스에 접근
first_exam = Exam()
first_exam.writing_grade = 82
first_exam.science_grade = 99
print("Writing", first_exam.writing_grade)
print("Science", first_exam.science_grade)

>>>
Writing 82
Science 99

# 여러개의 인스턴스에 접근
second_exam = Exam()
second_exam.writing_grade = 75
print("Second", second_exam.writing_grade, "is right")
print("First", first_exam.writing_grade, "is wrong")

>>>
Second 75 is right
First 75 is wrong
  • 즉, 한 Grade 인스턴스가 모든 Exam 인스턴스의 writing_grade 클래스 속성으로 공유됨
    • Exam 클래스를 처음 정의할 때 한 번만 생성!
    • Exam 인스턴스를 생성할 때마다 생성되지 않음!
  • 두 번째 시도: 문제 해결을 위해 각 Exam 인스턴스별로 값을 추적하는 Grade 클래스 작성
class Grade(object):
    def __init__(self):
        self._values = {}
        
    def __get__(self, instance, instance_type):
        if instance is None: return self
        return self._values.get(instance, 0)
    
    def __set__(self, instance, value):
        if not (0 <= value <= 100):
            raise ValueError("Grade must be between 0 and 100")
        self._values[instance] = value
  • 위의 예제도 문제가 있음:
    • 메모리 누수 문제:
      • _values 딕셔너리는 프로그램의 수명 동안 __set__에 전달된 모든 Exam 인스턴스의 참조를 저장
      • 결국 인스턴스의 참조 개수가 절대로 0이 되지 않아 가비지 컬렉터가 정리되지 못하게 됨
    • 파이썬 내장 모듈 weakref를 이용하여 이 문제 해결
      • _values에 사용한 간단한 딕셔너리를 대체할 수 있는 WeakKeyDictionary라는 특별한 클래스를 제공
    • WeakKeyDictionary:
      • 런타임에 마지막으로 남은 Exam 인스턴스의 참조를 갖고 있다는 사실을 알면 키 집합에서 Exam 인스턴스를 제거함
      • 파이썬이 대신 참조를 관리해주고 모든 Exam 인스턴스가 더는 사용되지 않으면 _values 딕셔너리가 비어 있게 함
    class Grade(object):
    def __init__(self):
        self._values = WeakKeyDictionary()    # WeakKeyDictionary 사용
    #...
  
class Exam(object):
    math_grade = Grade()
    writing_grade = Grade()
    science_grade = Grade()
  
first_exam = Exam()
first_exam.writing_grade = 82
second_exam = Exam()
second_exam.writing_grade = 75
print("First", first_exam.writing_grade, "is right")
print("Second", second_exam.writing_grade, "is right")
  
>>>
First 82 is right
Second 75 is right

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