Python中的上下文变量

Question

假设我的Python应用程序中有一个定义某种上下文的函数- user_id例如。此函数调用不将此上下文作为函数参数的其他函数。例如：

def f1(user, operation):
    user_id = user.id
    # somehow define user_id as a global/context variable for any function call inside this scope
    f2(operation)

def f2(operation):
    # do something, not important, and then call another function
    f3(operation)

def f3(operation):
    # get user_id if there is a variable user_id in the context, get `None` otherwise
    user_id = getcontext("user_id")
    # do something with user_id and operation

我的问题是：

• 可以使用Python 3.7 的上下文变量吗？怎么样？
• 这是这些上下文变量的目的吗？
• 如何使用Python v3.6或更早版本执行此操作？

编辑

由于多种原因（架构遗留，库等），我无法/不会更改诸如的中间函数的签名f2，因此我不能仅user_id作为参数传递，也不能将所有这些函数放在同一个类中。

Answer 1

您可以contextvars在Python 3.7中使用所要查询的内容。通常很简单：

import contextvars

user_id = contextvars.ContextVar("user_id")

def f1(user, operation):
    user_id.set(user.id)
    f2()

def f2():
    f3()

def f3():
    print(user_id.get(default=None))  # gets the user_id value, or None if no value is set

上的set方法ContextVar返回一个Token实例，您可以使用该实例将变量重置为set操作发生之前的值。因此，如果您想f1以某种方式还原事物（对user_id上下文变量不是很有用，但是与诸如在decimal模块中设置精度之类的事物更相关），则可以执行以下操作：

token = some_context_var.set(value)
try:
    do_stuff()    # can use value from some_context_var with some_context_var.get()
finally:
    some_context_var.reset(token)

该contextvars模块除了提供更多功能外，但您几乎肯定不需要处理其他内容。如果您是从头开始编写自己的异步框架，则可能仅需要创建自己的上下文并在其他上下文中运行代码。

如果您只是在使用现有框架（或编写您想与异步代码完美兼容的库），则无需处理这些东西。只需创建一个全局变量ContextVar（或查找一个已经由您的框架定义的全局变量）并对其get进行set赋值，如上所示，那么您就应该做好了。

各种contextvars用途的实现细节可能会在后台使用，这是各种库的实现细节，这些库希望具有“全局”状态，而不会泄漏线程之间或单个线程中单独的异步任务之间的更改。上面的示例在这种情况下可能更有意义：f1并且f3属于同一库，并且f2是由用户提供的回调传递到其他地方的库中。

Answer 2

本质上，您正在寻找的是一种在一组函数之间共享状态的方法。在面向对象语言中这样做的规范方法是使用类：

class Foo(object):
    def __init__(self, operation, user=None):
        self._operation = operation
        self._user_id = user.id if user else None

    def f1(self):
        print("in f1 : {}".format(self._user_id))
        self.f2()

    def f2(self):
        print("in f2 : {}".format(self._user_id))
        self.f3()

    def f3(self):
        print("in f3 : {}".format(self._user_id))


 f = Foo(operation, user)
 f.f1()

使用此解决方案，您的类实例（此处f）是执行函数的“上下文”——每个实例都有自己的专用上下文。

等价的函数式编程是使用闭包，我不打算在这里举例，因为虽然 Python 支持闭包，但它仍然是第一个并且主要是对象语言，因此 OO 解决方案是最明显的。

最后，干净的程序解决方案是在dict整个调用链中传递这个上下文（可以表示为 a或任何类似的数据类型），如 DFE 的回答所示。

作为一般规则：依赖全局变量或一些“魔法”上下文，这些上下文可能 - 或不 - 由 you-dont-who-nor-where-nor-when 设置，从而生成难以推理的代码，这可能会以最不可预测的方式打破（谷歌搜索“全球邪恶”会产生大量关于该主题的文献）。