为什么在尝试序列化对象时我会收到关于类定义__slots__的错误？

Question

我正在尝试把我定义的一个（新式）类的对象进行序列化，但遇到了以下错误：

>>> with open('temp/connection.pickle','w') as f:
...   pickle.dump(c,f)
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 1362, in dump
    Pickler(file, protocol).dump(obj)
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 224, in dump
    self.save(obj)
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 331, in save
    self.save_reduce(obj=obj, *rv)
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 419, in save_reduce
    save(state)
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 286, in save
    f(self, obj) # Call unbound method with explicit self
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 649, in save_dict
    self._batch_setitems(obj.iteritems())
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 663, in _batch_setitems
    save(v)
  File "/usr/lib/python2.5/pickle.py", line 306, in save
    rv = reduce(self.proto)
  File "/usr/lib/python2.5/copy_reg.py", line 76, in _reduce_ex
    raise TypeError("a class that defines __slots__ without "
TypeError: a class that defines __slots__ without defining __getstate__ cannot be pickled

我在我的类中没有明确地定义 __slots__。那我做的某些事情是不是隐含地定义了它？我该怎么解决这个问题？我需要定义 __getstate__ 吗？

更新： gnibbler 提供了一个很好的例子。我尝试序列化的对象的类是一个包装了套接字的类。（我现在意识到）套接字确实定义了 __slots__，而不是 __getstate__，这是有原因的。我猜想一旦一个进程结束，另一个进程就无法反序列化并使用之前进程的套接字连接。因此，虽然我接受了 Alex Martelli 的优秀回答，但我将不得不寻找一种不同于序列化的策略来“共享”对象引用。

Answer 1

来自 PEP 307:

__getstate__ 方法应该返回一个可以被“打包”的值，这个值代表了对象的状态，但不直接引用这个对象本身。如果没有 __getstate__ 方法，系统会使用一个默认的实现，这个实现返回 self.__dict__。

Answer 2

可能你的实例有一个属性使用了 __slots__。

比如说，socket 就有 __slots__，所以它不能被序列化。

你需要找出哪个属性导致了这个错误，然后自己写 __getstate__ 和 __setstate__ 来忽略那个属性。

Answer 3

定义 __slots__ 的类（而不是 __getstate__）可以是你的祖先类，或者是你某个属性或项目的类（或祖先类），无论是直接还是间接的。简单来说，就是任何在以你的对象为根的有向图中引用的对象的类，因为在进行序列化时需要保存整个图。

解决你困扰的一个简单方法是使用协议 -1，这意味着“pickle可以使用的最佳协议”；默认的协议是一个古老的基于ASCII的协议，这个协议对 __slots__ 和 __getstate__ 有一些限制。考虑以下代码：

>>> class sic(object):
...   __slots__ = 'a', 'b'
... 
>>> import pickle
>>> pickle.dumps(sic(), -1)
'\x80\x02c__main__\nsic\nq\x00)\x81q\x01.'
>>> pickle.dumps(sic())
Traceback (most recent call last):
  [snip snip]
    raise TypeError("a class that defines __slots__ without "
TypeError: a class that defines __slots__ without defining __getstate__ cannot be pickled
>>> 

如你所见，协议 -1 能够很好地处理 __slots__，而默认协议则会抛出你看到的那个异常。

使用协议 -1 的问题是：它生成的是二进制字符串/文件，而不是像默认协议那样的ASCII格式；因此，生成的序列化文件在一些较老版本的Python中无法加载。除了在 __slots__ 方面的主要优势外，它还可以产生更紧凑的结果，并且性能更好。

如果你被迫使用默认协议，那么你需要准确找出是哪个类让你遇到麻烦，以及具体原因。如果是这种情况，我们可以讨论一些策略（但如果你能使用 -1 协议，那就太好了，根本不值得讨论；-) 如果简单的代码检查找出问题类/对象太复杂，我可以想一些基于深拷贝的技巧，帮助你获取整个图的可用表示，假如你对此感兴趣的话）。