为什么@property 在字节码相同的情况下比属性慢

Question

考虑一下这段代码：

import timeit
import dis

class Bob(object):
    __slots__ = "_a",

    def __init__(self):
        self._a = "a"

    @property
    def a_prop(self):
        return self._a

bob = Bob()

def return_attribute():
    return bob._a

def return_property():
    return bob.a_prop

print(dis.dis(return_attribute))
print(dis.dis(return_property))

print("attribute:")
print(timeit.timeit("return_attribute()",
                    setup="from __main__ import return_attribute", number=1000000))
print("@property:")
print(timeit.timeit("return_property()",
                    setup="from __main__ import return_property", number=1000000))

很容易看出return_attribute和return_property产生相同的字节码：

 17           0 LOAD_GLOBAL              0 (bob)
              3 LOAD_ATTR                1 (_a)
              6 RETURN_VALUE        
None
 20           0 LOAD_GLOBAL              0 (bob)
              3 LOAD_ATTR                1 (a_prop)
              6 RETURN_VALUE        
None

但是，时间不同：

attribute:
0.106526851654
@property:
0.210631132126

为什么？

Answer 1

属性作为函数调用执行，而属性查找只是哈希表（字典）查找。所以是的，这总是会更慢。

LOAD_ATTR 字节码在这里不是一个固定时间的操作。您缺少的是 LOAD_ATTR 将属性查找委托给对象类型；通过触发 C 代码：

• 在堆栈顶部查找对象的类型，并要求它为给定实例的属性生成值。请参阅ceval.c evaluation loop section for LOAD_ATTR，它调用PyObject_GetAttr()。对于自定义 Python 类，这最终会调用 _PyObject_GenericGetAttrWithDict() function（通过 type->tp_getattro slot 和 PyObject_GenericGetAttr。
• 然后该对象通过其自己的 MRO 查找与属性名称匹配的任何 描述符对象。如果存在这样的对象，并且它是数据描述符，则搜索停止并绑定数据描述符（在其上调用descriptor.__get__()）并返回结果。见these lines is _PyObject_GenericGetAttrWithDict()。
• 如果没有数据描述符，则在实例__dict__ 中查找属性名称作为键。如果存在这样的key，则返回对应的值；见these lines。
• 如果实例__dict__中没有这样的键，但是找到了一个非数据描述符，则绑定该描述符（在其上调用__get__），并返回结果，在@987654329 @。
• 如果在类上定义了__getattr__ 方法，请调用该方法。请参阅these lines in slot_tp_getattr_hook，它是在您将__getattr__ 挂钩添加到类时安装的。
• 否则，请提高AttributeError。

property 对象是一个数据描述符；它不仅实现了__get__，还实现了__set__ 和__delete__ 方法。使用实例在 property 上调用 __get__ 会导致 property 对象调用注册的 getter 函数。

有关描述符的更多信息，请参阅Descriptor HOWTO，以及 Python 数据模型文档的 Invoking Descriptors section。

字节码没有区别，因为它不能由LOAD_ATTR 字节码来决定属性是属性还是常规属性。 Python 是一种动态语言，编译器无法预先知道访问的属性是否将是一个属性。您可以随时更改您的班级：

class Foo:
    def __init__(self):
        self.bar = 42

f = Foo()
print(f.bar)  # 42

Foo.bar = property(lambda self: 81)
print(f.bar)  # 81

在上面的示例中，虽然您从仅作为 f 类 Foo 实例的属性存在的 bar 名称开始，但通过添加 Foo.bar property 对象，我们拦截了查找过程名称bar，因为property 是一个数据描述符，因此可以覆盖任何实例查找。 但 Python 无法提前知道这一点，因此无法为属性查找提供不同的字节码。例如，Foo.bar 分配可能发生在完全不相关的模块中。