最近看Flask源码时发现很多不熟悉的语法，其中一个就是描述符，在config.py中出现，描述符的用处很多，是Python中很多特性的底层机制，如properties, methods, static methods, class methods和super()。
什么是描述符
描述符一般是一个有绑定动作的属性对象，这个属性的获取、赋值、删除操作和途径被描述符协议重写。对象属性的正常获取顺序是这样的，比如想要获取a.x,那么首先查找a.__dict__['x'],如果找不到则查看type(a).__dict__['x'],如果还没有则查看父类的__dict__。
Python中有很多协议，比如迭代对象的迭代器协议，上下文管理协议等，都是靠重写类中以__开头和结尾的魔法方法来实现的。描述符协议也不例外，只要实现了__get__(self, instance, owner)、__set__(self, instance, value)、__delete__(self, instance)中任意一个或全部的方法，这个类就变成了一个描述符。如果只定义了__get__,则这是一个non-data descriptor，定义了__get__和__set__两个方法的是data descriptor，这里的区别，后面会提到。实现这些方法后，对属性进行操作时就不走正常途径，而是调用这几个魔法方法。需要注意的是，描述符必须是一个新式类。
为什么需要描述符
写过的Java的应该有一些印象，类里的属性一般是private的，如果想要拿到这个属性，一般是通过一个public的get_xxx方法来获得属性，重新赋值时也是一个道理。但是这样虽然隐藏了属性，但是后续写代码时都得用object.get_xxx()来获取值，而不是object.attr,显然第二种方式更简单，更美观，所以Python这种简洁的语言就提供了这样的更简洁的实现方式---描述符协议。
还有一种情况，假设有一个Person类，它有一个age属性，那么在对年龄赋值时是有一些限制的，比如必须是整数，必须大于0。所以应该在赋值时进行检查，这么一看好像赋值时又需要通过方法xiaoming.age=cls.examine_age(1000),又不美观了，而描述符协议可以在背地里帮我们做这种检查，而我们还是可以使用xiaoming.age=1000这个更简洁的语句。
这里有个我之前一直困惑的地方提一下，可能你们觉得不难，但是确实干扰了我很久。那就是这三个魔法方法定义在什么地方，还是回到上面那个例子，好像只有Person是一个类，所以我之前一直觉得应该定义在Person类中，但其实不是。魔法方法应该定义在一个Age类中，然后age属性是一个Age对象实例。
class Age(object):
def __init__(self, age):
self.age = age
def __get__(self, instance, owner):
print('instance={}, owner={}'.format(instance, owner))
return self.age
def __set__(self, instance, value):
print('instance={}, value={}'.format(instance, value))
if value < 0:
raise AttributeError('age should > 0')
self.age = value
class Person(object):
age = Age(100)
xiaoming = Person()
xiaoming.age = 10
print(xiaoming)
print(xiaoming.age)
# output::::::::
# >>> instance=<__main__.Person object at 0x107a24310>, value=10
# >>> <__main__.Person object at 0x107a24310>
# >>> instance=<__main__.Person object at 0x107a24310>, owner=
# >>> 10
方法中的instance属性返回的是获取属性的那个对象，在这里就是xiaoming，owner是获取属性的对象的类，在这里就是Person。
描述符的调用机制
上面提到了非描述符属性的获取途径，定义了描述符协议后，obj.b的操作将调用b.__get__(obj)这个方法来获取属性。描述符的调用机制根据调用对象是对象还是类有一些区别。
描述符是通过type.__getattribute__()方法被调用，这也是为什么描述符必须是在新式类中的原因，继承自object的类被称为新式类，否则没有这个方法，则无法调用描述符的方法。
对于对象来说，object.__getattribute__()会将b.x 转换为 type(b).__dict__['x'].__get__(b, type(b))。这个转换通过下面这样的一个优先链：data descriptors大于实例变量，实例变量大于 non-data descriptors，如果存在__getattr__()，则__getattr__()优先级最低。完整的C实现在PyObject_GenericGetAttr() in Objects/object.c.
对于类来说，object.__getattribute__()会将 B.x 转换为B.__dict__['x'].__get__(None, B)。Python实现如下：
def __getattribute__(self, key):
"Emulate type_getattro() in Objects/typeobject.c"
v = object.__getattribute__(self, key)
if hasattr(v, '__get__'):
return v.__get__(None, self)
return v
描述符实例
上面提到了一个最简单的描述符实例，就是对属性进行取值或者赋值时进行额外的操作，同时保持代码的简洁。描述符在Python语言中本来也有很多的应用，但是能力不够，不能很好的理解其中的奥妙，就不误导大家了。主要是Property,Function and method和static method and class method这几个方面，给出链接，有兴趣的可以钻研一下。
参考链接
Python Descriptors, Part 1 of 2
Descriptor HowTo Guide