如何用python動(dòng)態(tài)導(dǎo)入模塊實(shí)現(xiàn)模塊熱更新

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最近有個(gè)部署需求，需要讀取py文件格式的配置項(xiàng)，我的實(shí)現(xiàn)思路是把配置文件解析到內(nèi)存中。主要使用兩種方法：

• importlib.import_module

• types.ModuleType

方法1、使用 import_module 動(dòng)態(tài)導(dǎo)包

先來看看import module使用方法。

• 主要有兩個(gè)參數(shù)：

• package：包名

• name：模塊名

• 返回 module 對(duì)象

現(xiàn)在開始實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)包，成功讀取到配置項(xiàng)。

import importlib
settings = importlib.import_module("remote_settings")

這樣子就能初步實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)倒入了，但是我有個(gè)需求，就是我的系統(tǒng)好些個(gè)模塊，用FOR循環(huán)導(dǎo)包，然后處理業(yè)務(wù)。然后問題來了，對(duì)同一個(gè)“包”導(dǎo)入多次，python并不會(huì)重新導(dǎo)入，而是返回內(nèi)存緩存中該模塊的地址。

下面驗(yàn)證一下，第一次寫入a = 123，第二次寫入a = "hello"。

輸出結(jié)果，兩次都是打印舊版本的變量，可見對(duì)同一個(gè)模塊進(jìn)行多次import_module，并不能實(shí)現(xiàn)熱更新。

必須要reload，模塊才會(huì)更新。

輸出結(jié)果如下，動(dòng)態(tài)reload后，成功獲得新版本a的值。

到此基本實(shí)現(xiàn)初步熱更新需求了，但是還有個(gè)問題：

問題一：重新加載的模塊不刪除舊版本在符號(hào)表中的登記項(xiàng)，比如舊版本中存在變量a，新版本中刪除了該變量，但是重載不會(huì)更新該變化。

def load_module(module_name):
    module = importlib.import_module(module_name)
    return importlib.reload(module)
 
def rewrite_file(file_name, content):
    with open(file_name, "w+") as f:
        f.write(content)
 
def main():
 
    rewrite_file(file_name, "a=123\nb=456")
    c1 = load_module(module_name)
    print(hasattr(c1, "a"))
    
    rewrite_file(file_name, "c=100\nd=200")
    c1 = load_module(module_name)
    print(hasattr(c1, "a"))

我們期望輸出 True、False，但是兩次都是輸出True，也就是說重新加載的模塊不會(huì)刪除最初舊版本模塊在符號(hào)表中的登記項(xiàng)。

方法2、使用types.ModuleType 創(chuàng)建模塊對(duì)象

手動(dòng)創(chuàng)建module對(duì)象，而不是使用內(nèi)存中的module對(duì)象。這種方法不需要判斷是否需要重載，而且是真正的更新，會(huì)刪除舊版本模塊的登記項(xiàng)。

import types
 
def import_from_pyfile(filename):
    d = types.ModuleType("config")  # 創(chuàng)建一個(gè)模塊對(duì)象
    d.__file__ = filename
 
    try:
        with open(filename, "r") as  config_file:
            exec(compile(config_file.read(), filename, "exec"), d.__dict__)
    except ImportError as e:
        print("failt to read config file: {}".format(filename))
        raise e
 
    return d

下面驗(yàn)證一下

我們期望的輸出依次是True、False，符合需求

因此，這種方法能讓我們的模塊實(shí)現(xiàn)真正的重載。

一些注意事項(xiàng)

無論是方法1還是方法2，都是返回一個(gè)module對(duì)象，module對(duì)象存在一些共性問題。

問題一：重新加載類不影響類的任何已存實(shí)例，已存實(shí)例將繼續(xù)使用原來的定義，只有重新加載后創(chuàng)建的新實(shí)例使用新定義。

# 原先的 Dog 定義
# class Dog():
#     def __init__(self):
#         self.name = None
c1 = load_module(module_name)
old_dog = c1.Dog()
 
 
# 中間去修改了 Dog 定義
# class Dog():
#     def __init__(self):
#         self.name = "旺財(cái)"
c1 = load_module(module_name)
new_dog = c1.Dog()
 
print(old_dog.name, new_dog.name)
 
 
>>> ouput:
None 旺財(cái)

問題二：模塊內(nèi)的引用，不會(huì)被reload。比如模塊configA中引用了其他模塊（configB），當(dāng)configB發(fā)生變化，重新加載configA，并不會(huì)對(duì)configB進(jìn)行重載。

預(yù)期應(yīng)該依次輸出 configB version1、configBversion2，但是輸出了兩次configB version1，這說明了模塊內(nèi)的引用，不會(huì)被reload，需要手動(dòng)更新它。

我這實(shí)現(xiàn)了一個(gè)遞歸更新方法，不僅對(duì)當(dāng)前模塊熱更新，還更新里面所有的引用。

def load_module(module):
    if isinstance(module, str):  # 首次import
        module = importlib.import_module(module)
    return importlib.reload(module)
 
 
def reload_module(module):
    load_module(module)
 
    for key, child_module in vars(module).items():
        if isinstance(child_module, types.ModuleType):
            reload_module(child_module)

效果如下：

def test_reload_module():
    configA = "config"
    configB = "./configB.py"
    configC = "./configC.py"
    rewrite_file(configB, "import configC\nname ='configB version1'")
    rewrite_file(configC, "name ='configC version1'")
 
    confA = load_module(configA)
    print("原始configB.name:", confA.configB.name)
    print("原始configC.name:", confA.configB.configC.name)
 
    a = 123
    rewrite_file(configB, "import configC\nname ='configB version2'")
    rewrite_file(configC, "name ='configC version2'")
 
    confA = load_module(configA)
    print("非遞歸重載configA, configB.name:", confA.configB.name)
    print("非遞歸重載configA, configC.name:", confA.configB.configC.name)
 
 
    reload_module(confA)
    print("遞歸重載configA, configB.name:", confA.configB.name)
    print("遞歸重載configA, configC.name:", confA.configB.configC.name)

日志如下：

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