Python 动态从文件中导入类或函数的方法

假设模块文件名是data_used_to_test.py，放在tests文件夹下

文件夹结构如下：

project
    |-tests
        |-data_used_to_test.py

文件内包含一个test_class类：

class test_class():
    def test_func(arg):
        return "hello {}".format(arg)

代码全部基于 Python3.6.4

1. 使用imp

   1. 用imp.find_module查找模块

      In [1]:file, pathname, description = imp.find_module('data_used_to_test', path=['tests/'])
      
      In [2]: file
      Out[2]: <_io.TextIOWrapper name='tests/data_used_to_test.py' mode='r' encoding='utf-8'>
      
      In [3]: pathname
      Out[3]: 'tests/data_used_to_test.py'
      
      In [4]: description
      Out[4]: ('.py', 'r', 1)
      

   2. 用imp.load_module将找到的模块加载到sys.modules中

      In [5]: mod = imp.load_module('test_load', file, pathname, description)
      In [6]: mod
      Out[6]: <module 'test_load' from 'tests/data_used_to_test.py'>
      

      这时候sys.modules里会多一条'test_load'的记录，值就是mod的值。

   3. 这时候就可以直接通过mod访问包内的对象了

      In [7]: mod.test_class().test_func('x')
      Out[7]: 'hello x'
      

      这个方法的优点是

      1. 简单，容易实现。
      2. 不用对pyc文件做特殊处理

      缺点是可定制性太低。不适合框架使用

      1. 无法动态修改模块源代码, 开放的api必须要很稳定，不会经常变动。
      2. 可以访问的对象一开始就要制定成固定名称。无法动态注册访问。

   4. 上面的问题2可以用getattr解决，让我们更进一步。

      In [8]: tmp = getattr(mod, 'test_class')
      
      In [9]: tmp
      Out[9]: test_load.test_class
      In [10]: tmp().test_func('l')
      Out[10]: 'hello l'
      

      这样就可以通过事先在外部模块中调用准备好的注册函数,

      把外部模块中的类或函数注册到一个全局的单例变量中,

      实现动态的模块加载和对象访问。

      但仍然无法解决问题 1.

      所以就需要另一种模块加载方法。

2. 显式的定义一个加载函数

   import imp
   import sys
       
   def load_module(module_name, module_content):
       if fullname in sys.modules:
           return sys.modules[fullname]
           
       mod = sys.modules.setdefault(url, imp.new_module(module_name))
       mod.__file__ = module_name
       mod.__package__ = ''
           
       # if *.py
       code = compile(module_content, url, 'exec')
       # if *.pyc 有问题，我运行一直报错
       # code = marshal.loads(module_content[8:])
           
       exec(code, mod.__dict__)
       # 2的写法是 exec code in mod.__dict__
       # 其实就是让code在环境里运行一下，所以这里可能会有注入漏洞
       return mod
   

   这个函数接受模块的名字和源码内容，并使用 compile() 将其编译到一个代码对象中， 然后在一个新创建的模块对象的字典中来执行它。

   下面是这个函数的使用方式：

   In[1]: module_content = open('tests/data_used_to_test.py').read()
       
   In[2]: mod = load_module('test_import', module_content)
   

   后面就和 1.4 一样了。

   这样可以同时解决 1.3 中提出的两个问题。

   因为你是先将源码作为普通文件读进来的，也就可以做各种修改后再注册到sys.modules中。

   Pocsuite使用的就是这种方法。虽然我觉得他们当时可能也没太弄明白。

   当然这还是有不足的。

   1. 上面的两种方法都只支持简单的模块。并没有嵌入到通常的import语句中。并不支持更高级的结构比如包。
   2. 不够酷

3. 自定义导入器

   PythonCookbook上给了自定义导入器的两种方式

   1. 创建一个元路径导入器
   2. 编写一个钩子直接嵌入到 sys.path 变量中去

   还没看明白，PEP302的文档太长了，大概知道是继承importlib.abc来做的。