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46. 재사용 가능한 @property 메소드를 만들려면 디스크립터를 사용하라

1. @property 내장 기능의 단점

  • 재사용성 떨어짐
  • @property가 데코레이션하는 메소드를 같은 클래스에 속하는 여러 애트리뷰트로 사용 불가
class Homework:
    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('점수는 0과 100 사이입니다')
        self._grade = value

galileo = Homework()
galileo.grade = 95
class Exam:
    def __init__(self):
        self._writing_grade = 0
        self._math_grade = 0

    @staticmethod
    def _check_grade(value):
        if not (0 <= value <= 100):
            raise ValueError('점수는 0과 100 사이입니다')

    @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
  • Exam 클래스와 같이 계속 확장하다보면 시험 과목을 이루는 각 부분마다 새로운 @property 를 지정하고 관련 검증 메소드를 작성해야 함
  • 숙제나 시험 성적 이외의 부분에 백분율 검증을 하고 싶은 경우 똑같이 검증대상_grade 에 대한 setter 메소드를 다시 만들어야 함

2. 디스크립터

  • 디스크립터 프로토콜은 파이선 언어에서 애트리뷰트 접근을 해석하는 방법을 정의
  • 디스크립터 클래스는 __get__, __set__ 메소드 제공
  • 같은 로직을 한 클래스 안에 속한 여러 다른 애트리뷰트에 적용 가능
  • 디스크립터가 믹스인 보다 나음
class Grade:
    def __get__(self, instance, instance_type):
        ...
    def __set__(self, instance, value):
        ...

class Exam:
    # 클래스 애트리뷰트
    math_grade = Grade()
    writing_grade = Grade()
    science_grade = Grade()

exam = Exam()
exam.writing_grade = 40
  • exam.writing_grade 에 40 을 대입하게 되면 다음과 같이 해석됨
Exam.__dict__['writing_grade'].__set__(exam, 40)
  • exam.writing_grade 를 읽게되면 다음과 같이 해석됨
Exam.__dict__['writing_grade'].__get__(exam, Exam)

  • 해당 동작은 object 의 __getattribute__ 메소드

    • Exam 인스턴스에 writing_grade 이름의 애트리뷰트가 없으면 python 에서 Exam 클래스의 애트리뷰트를 대신 사용
    • 클래스의 애트리뷰트가 __get__, __set__ 메소드가 정의된 객체라면 python 은 디스크립터 프로토콜을 따르도록 결정함

  • 현재 구현은 모든 Exam 인스턴스가 애트리뷰트를 공유하여 관리에 불편, 아래와 같이 수정

class Grade:
    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('점수는 0과 100 사이입니다')
        self._values[instance] = value

  • __set__ 메소드에서 프로그램이 실행되는 동안 모든 Exam 인스턴스에 대한 참조를 _value 가 저장

  • 문제

    • 인스턴스에 대한 참조 카운터가 절대로 0이 될 수 없음
    • garbage collector가 인스턴스 메모리를 재활용하지 못함
    • 누수 발생

  • 해결방안

    • weakref 내장 모듈 사용
    • WeakKeyDictionary 클래스 제공, _value 에 사용하도록 수정
      • 딕셔너리에 객체를 저장할 때 약한 참조(weak reference)를 사용함
      • garbage collector 는 약한 참조로만 참조된 객체가 사용 중인 메모리를 재활용할 수 있음
      • WeakKeyDictionary 에 저장된 Exam 인스턴스가 더 이상 쓰이지 않으면 garbage collector 가 해당 메모리 재활용 가능
from weakref import WeakKeyDictionary

class Grade:
    def __init__(self):
        self._values = WeakKeyDictionary()
        
    def __get__(self, instance, instance_type):
        ...
                
    def __set__(self, instance, value):
        ...

class Exam:
    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(f'첫 번째 쓰기 점수 {first_exam.writing_grade} 맞음')
print(f'두 번째 쓰기 점수 {second_exam.writing_grade} 맞음')

>>>
첫 번째 쓰기 점수 82 맞음
두 번째 쓰기 점수 75 맞음