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Python 用 slots 节省对象内存占用

时间:2026-02-28 16:51:44 156浏览 收藏

Python 的 `__slots__` 并非万能内存优化神器,其效果高度依赖类的继承结构和定义方式:当类继承内置类型(如 `list`、`dict`)或任意含有 `__dict__` 的父类时,`__slots__` 会被完全忽略,甚至因额外元数据导致实例更占内存;只有在纯新式类且整个继承链中无 `__dict__` 时才真正生效,而实际使用中极易因拼写错误(如漏括号)、动态属性需求、多继承冲突或第三方库兼容性问题而失效或引发异常——因此,是否启用 `__slots__` 不能只看代码写了没,必须通过 `sys.getsizeof()`、`hasattr(obj, '__dict__')` 和 `vars(obj)` 等手段实测验证,否则可能徒增复杂度却毫无收益。

Python 使用 slots 控制对象内存占用

为什么 __slots__ 有时反而让对象变大

不是加了 __slots__ 就一定省内存,尤其当类继承自内置类型(如 listdict)或已有 __dict__ 的父类时,Python 会直接忽略 __slots__。这种情况下不仅不省空间,还可能因额外的元信息导致实例更大。

  • 只对「纯新式类」且「无父类定义 __dict__」时生效;检查父类是否含 __dict__:用 hasattr(Parent, '__dict__')
  • __slots__ 声明的字段名必须是字符串序列,写成 __slots__ = 'x', 'y'(缺括号)会变成单个字符串,导致只允许一个属性 'x',其余赋值抛 AttributeError
  • 如果类需要动态添加属性(比如打日志、临时缓存),硬上 __slots__ 会导致运行时报错,得提前预留 '__dict__' —— 但这就基本抵消内存收益

如何验证 __slots__ 真正起效

别光看代码写了没,得测实际内存和结构。最直接的方式是对比 sys.getsizeof()obj.__dict__ 是否存在。

  • 加了 __slots__ 后,实例不应有 __dict__hasattr(inst, '__dict__') 应为 False
  • vars(inst) 查看属性容器:返回 TypeError 表示 __slots__ 生效;若返回字典,说明没生效或被绕过
  • 注意 sys.getsizeof() 只算对象本身,不含引用内容(如字符串、列表),要测整体开销得结合 pympler.asizeof

__slots__ 和 property / 描述符共存要注意什么

__slots__ 只控制实例属性存储位置,不影响描述符逻辑,但容易误以为「property 名也要放进 __slots__」。

  • @property 的 getter/setter 是类属性,不占实例空间,无需、也不该写进 __slots__
  • 如果 property 背后依赖一个私有实例变量(如 _value),那 _value 才是需声明在 __slots__ 中的项
  • 使用 __slots__ 后,无法通过 inst.__dict__['x'] = val 绕过限制,所有赋值都走 __setattr__,所以自定义 __setattr__ 时得小心处理 slots 字段校验

多继承下 __slots__ 的冲突表现

多个父类都定义了 __slots__,但内容不一致时,子类会报 TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict

  • 只要任一父类有 __slots__,其他同级父类也必须有,且不能有重叠字段(除非完全一致)
  • 常见踩坑:混用第三方库类(如 dataclasses 生成的类默认无 __slots__)和你自己加了 __slots__ 的基类
  • 解决办法只有两个:要么统一所有父类加相同 __slots__,要么放弃继承,改用组合(composition)
实际用的时候,最容易被忽略的是「父类有没有悄悄带 __dict__」——哪怕它没显式定义,只要继承链里某一级用了普通类定义(没设 __slots__),整个继承树就废了。

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