pythonmessage v0.2.x 全接触

赖勇浩（http://laiyonghao.com）

之前在博客发过两篇文章（http://blog.csdn.net/lanphaday/article/details/6065896，http://blog.csdn.net/lanphaday/article/details/6074095）谈到过 python-message 这个自制的订阅/发布模式的 Python 库，但都没有完全介绍它的全部特性。后来也在珠三角技术沙龙（http://techparty.org）上口头讲过多次，虽然有音视频，但检索性不佳。最近春节放假在家，重新思考了 python-message 的一些设计问题，并对订阅的回调函数的形式做了修改，因此新的版本将与 v0.1.x 版本不兼容，新发布的版本使用  v0.2.x 版本号（有趣的是之前的两篇文章使用的是 v0.0.x 版本的接口，正巧与 v0.2.x 兼容，所以反而不需要更改了）。在今天，我将在这篇文章里介绍所有 python-message v0.2 所支持的特性。

安装

python-message 已经提交到 pypi，所以支持使用 easy_install 或 pip 安装，使用前者的话，执行以下命令即可（可能需要管理员权限）：

easy_install -U message

初体验

安装完毕后，可以编写一个简单的例子体验一下面向消息的编程：

import message
def hello(name):
  print 'hello, %s.'%name
message.sub('greet', hello)  # subscribe
message.pub('greet', 'lai') # publish

message 模块下的 sub 函数提供订阅某个主题（topic）的接口，它接受两个参数：第一个是主题，主题不仅可以使用字符串，只要是 collections.Hashable 的子类都可以，比如 tuple；第二个参数是一个回调函数，它的形参应该能够接受通过 message.pub() 函数发布出来的实参，一般情况下，回调函数是没有返回值的。pub 函数的第一个参数是主题，其后可以接若干个不定参数和关键字参数，所有的这些参数都会被传入该主题的回调函数。所以以上代码的输出是：

hello, lai.

取消订阅

取消订阅某个主题显然是常规需求，把下面的代码加到上节的代码段后面，再执行，输出是一样的，因为后续发布的主题没有任何回调函数订阅了：

message.unsub('greet', hello)  # unsubscribe
message.pub('greet', 'lai') # publish

python-message 的 unsub() 支持在回调函数中直接取消订阅，这个特性可以方便地实现一次性订阅，示例代码如下：

import message
def hello(name):
  print 'hello, %s.'%name
  message.unsub('greet', hello)

message.sub('greet', hello)
message.pub('greet', 'lai')

message.pub('greet', 'u cann\'t c me.')

中止消息传递

python-message v0.1.x 与 v0.2.x 最大的变化就在此处，在 v0.1.x 中，为了支持中止消息传递，对消息的回调函数增加了一个条件：第一个参数 context 接收来自 message 内部的一个控制变量，如上文中的 hello(name) 函数必须是 hello(context, name)，在 hello 中对 context.discontinued 置真值，从而实现中止消息传递。但在真实应用中，需要使用中止消息传递的情况非常少见，所以 context 参数不仅让人手指劳累，还常常引起 pylint/pyflaks 报警告。所以在 v0.2.x 中，我痛下决心，去掉了 context 参数，那么又该如何中止消息传递呢，请见以下代码：

import message

def hello(name):
  print 'hello %s' % name
  ctx = message.Context()
  ctx.discontinued = True
  return ctx

def hi(name):
  print 'u cann\'t c me.'

message.sub('greet', hello)
message.sub('greet', hi)
message.pub('greet', 'lai')

如你所见，python-message 利用了回调函数的返回值来中止消息传递，因为同一个消息可能会被多个回调函数处理，所以回调函数的返回值本身就没有意义，正好可以用来中止消息传递。不过上面代码的写法有点复杂了，回调函数 hello() 可以通过如下写法简写：

def hello(name):
  print 'hello %s' % name
  return message.Context(discontinued = True)

改变调用次序

python-message 是同步调用回调函数的，也就是说谁先 sub 谁先被调用。大部分情况下这样已经能够满足大分需求，但有时需要后 sub 的函数先被调用，所以 message.sub 函数通过一个默认参数来支持的，只需要简单地在调用  sub 的时候加上 front = True，这个回调函数将被插入到所有之前已经 sub 的回调函数之前：sub('greet', hello, front = True)。

警告：不要改变消息

因为 python 一直是传引用的，所以当 pub() 一个消息的时候，所有消息处理回调函数接受的实参都是同一份，如果某一个回调函数改变了实参，将影响到后续的回调函数调用，如此引起的 bug 非常难排查出错的位置，所以在些郑重警告：虽然回调函数可以随时改变实参，但最好不要这样做。

订阅过去的消息

python-message 不是一般的订阅/发布模式实现，它是面向消息编程的程序库，所以它能够“订阅过去的消息”。这个需求听起来好像不常见，让我来举个简单的例子：你开发一个程序库 foo，foo 的关键函数 bar() 要求调用其时某些资源已经“真正可用”，资源真正可用的意思是指数据库连接已经连上了数据库之类。因为初始化数据库连接并不是 foo 的职责，所以 foo 需要有一个途径来判断数据库是否已经可用，一般地，可以约定某个全局的标识量来实现，但这种方法比较肮脏。python-message 通过 declare/retract 函数对实现“公告栏”的功能，从而实现支持“订阅过去的消息”。
declare(topic, *a, **kw) 用来向“公告栏”发布一个消息，可以把它看作 pub() 函数，所有订阅了这个 topic 的回调函数都会被调用到。如上例，当 declare() 数据库连接就绪的时候，所有关注数据库连接的对象都会收到通知；而数据库连接就绪一段时间后才 sub() 这个主题的函数，也会在 sub() 的时候马上被调用，实现了“订阅过去的消息”。假设数据库连接在一段时间后失效了（如数据库宕机），那么可以把“公告栏”的消息撤消，这就需要用到 retract(topic) 函数。
除了 declare/retract 函数对之外，还有两个辅助函数 get_declarations()/has_declaration(topic) 分别用来获取“公告栏”的所有主题和查询某个主题是否已经上了“公告栏”，方便吧？

退化为观察者模式

订阅/发布模式是观察者模式的超集，它不关注消息是谁发布的，也不关注消息由谁处理。但有时候我们也希望某个自己的 class 的也能够更方便地订阅/发布消息，也就是想退化为观察者模式，python-message 同样提供了支持，见以下代码：

from message import observable

def greet(people):
        print 'hello, %s.'%people.name

@observable
class Foo(object):
        def __init__(self, name):
                print 'Foo'
                self.name = name
                self.sub('greet', greet)

        def pub_greet(self):
                self.pub('greet', self)

foo = Foo('lai')
foo.pub_greet()

python-message 提供了类装饰函数 observable()，对任何 class 只需要通过它装饰一下就拥有了 sub/unsub/pub/declare/retract 等方法，它们的使用方法跟全局函数是类似的，在此不述。

topic 起名技巧

observable 虽然看起来不够 pythonic，我个人也不喜欢，但有一个不可否认的优势就是它基本上简单了 topic 名字冲突的问题：因为不同的 observable class instance 是拥有不同的消息系统的。
因为我更喜欢直接使用 message.sub() 等函数，所以借鉴 java/actionscript3 的 package 起名策略，我觉得很不错，比如在应用中定义消息主题常量 FOO = 'com.googlecode.python-message.FOO'，这样多个库同时定义 FOO 常量也不容易冲突。除此之外，还有一招就是使用 uuid，如下：

uuid = 'bd61825688d72b345ce07057b2555719'
FOO = uuid + 'FOO'