用Python中的__slots__缓存资源以节省内存开销的方法

我们曾经提到，Oyster.com的Python web服务器怎样利用一个巨大的Python dicts（hash table），缓存大量的静态资源。我们最近在Image类中，用仅仅一行__slots__代码，让每个6G内存占用的服务进程（共4个），省出超过2G来。

这是其中一个服务器在部署代码前后的截图：

我们alloc了大约一百万个类似如下class的实例：
 
class Image(object):
    def __init__(self, id, caption, url):
        self.id = id
        self.caption = caption
        self.url = url
        self._setup()
 
    # ... other methods ...

默认情况下，Python用一个dict来存储对象实例的属性。这在一般情况下还不错，而且非常灵活，乃至你在运行时可以随意设置新的属性。

但是，对一些在”编译”前就知道该有几个固定属性的小class来说，这个dict就有点浪费内存了。而当你把这个小浪费乘上一百万，那可就大不同了。在Python中，你可以在class中设置__slots__，它是一个包含这些固定的属性名的list。这样Python就不会再使用dict，而且只分配这些属性的空间。
 
class Image(object):
    __slots__ = ['id', 'caption', 'url']
 
    def __init__(self, id, caption, url):
        self.id = id
        self.caption = caption
        self.url = url
        self._setup()
 
    # ... other methods ...

你还可以用collections.namedtuple，它允许访问参数，但只占用一个tuple的空间。这跟__slots__类似。不过我总觉得继承一个namedtuple类很奇怪。另外，如果你需要自定义初始化，你应该重载__new__而不是__init__。

警告：不要贸然进行这个优化，把它用在所有地方。这种做法不利于代码维护，而且只有当你有数以千计的实例的时候才会有明显效果。

译注：作者在评论中关于”不利于代码维护“的说法：

webreac：我觉得__slots__关键字不只是速度优化（注：这里应该是内存优化），也是类字段名的一个可靠”文档“。这有利于代码维护。为什么你觉得它不好？

Ben Hoyt(作者)：有趣的说法——我不确定应不应该把__slots__作为文档。不过的确是不错的注意。我之前这么说的原因是，你需要对字段名”定义“两次（不够DRY）。namedtuple也类似。