Python metaclass/type 原理详解
在学习 metaclass 之前先了解一下 type() 和 isinstance() 函数的用法。
内置函数 type()、isinstance()
type()
主要有两个功能：1.查看变量（对象）的类型。2.动态创建一个类 class，对你没有看错。
示例1: 当传入一个参数或者对象时，返回这个对象的类型
一般type() 函数都是用来检查对象类型的，从示例可以看出跟 object.__class__ 的功能是一致的，都是返回对象的类型
示例2: 动态创建一个类
class type(name, bases, dict)
name: 要创建的类型
bases: 要创建的类的基类， Python由于允许多继承，这里是一个元组类型
dict: 要创建类的属性，dictionary类型
上面的类是通过 Person =type('Person', (object,), dict(name='angst')) 创建了一个类 classVariable, 再通过classVariable() 创建了一个实例a。从上面的示例可以看出，两种创建的类是一致的，可以看输出结果类型都是一致的。在一般正常情况下都是通过 class XXX 来定义一个类。但是，type()也是允许动态创建类的，Python是一种解释性的动态语言
isinstance()
isinstance() 函数来判断一个对象是否是一个已知的类型，类似 type()
isinstance(object, classInfo)
object: 要判断的实例对象
classInfo: 期望的类型，可以是直接或间接类名、基本类型或者由它们组成的元组isinstance() 与 type() 区别：
type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。注意：如果要判断两个类型是否相同推荐使用 isinstance()
从示例简单可以看出isinstance()与type() 的一些区别，如果想知道子类与父类之间的继承关系还可以用issubclass() 或 object.__bases__
metaclass
metaclass 元类，可以控制类的属性和类实例的创建过程。如果希望创建某一批类全部具有某种特征，则可通过 metaclass 来实现。使用 metaclass 可以在创建类时动态修改类定义。
对象、类、元类 关系图
在Python 中，一切都可以是对象，整数、字符串、类实例、类本身也是对象，和其他对象一样，它是metaclass 的一个实例。
从示例的结果可以看出，默认的metaclass 是type类型的，所以我们看到Person 的类型是type，type类型？从这里可以看出有点奇怪，从开始type函数的时候，有说明过type()是可以当做函数来使用的，返回的是一个对象的类型。目前看来就有点困惑了，其实在Python中type是一个极为特殊的类型，为了彻底理解metaclass，需要先理清楚type和object的关系。
type与object 的关系
在Python3中，object 是所有类的基类，内置的类、自定义的类都是直接或者间接的继承object类，去看源码，会发现type类也是继承object类，那么问题来了？
1.首先 type 是一个metaclass ，而且是一个默认的metaclass，可以理解为type是object的类型，object又是type的一个实例。
2.type 是object 的一个子类，继承object的所有属性和行为
3.type还是一个callable对象，即实现了__call__方法，可以使用type()返回对象的类型
type 和object的关系是不可分离的，type是object的子类，同时 object又是type的一个实例（type是object的类型），type的类型也是type，看到这里我也有点费劲。但是不管它，知道是怎么回事就行了。难受
自我总结了一下：metaclass 是创建类的那个类。在python3中，我们自己定义的类，比如说Person，Animal类，它们默认的元类就是type。换句话说，Person类，Animal类也是对象，它们是type类的实例对象。因为：一切皆是对象。那么反过来可以说元类的实例就是类。
1.类由type创建，创建类时，type的__init__方法自动执行，类() 执行type的 __call__方法(类的__new__方法,类的__init__方法)
2.对象由类创建，创建对象时，类的__init__方法自动执行，对象()执行类的 __call__ 方法
这么讲是不是就好理解多了？
下面我们来自定义一个 metaclass，自定义的metaclass 必须继承 type，自定义的metaclass 通常以Metaclass或Meta作为后缀取名来区分。
所有的累都继承自object，包括内置的类和用户自定义的类都是。一般来说，类class的类型为type(即一般的类的metaclass都是默认type，也就是type的一个实例)，如果想改变类的metaclass，那么在定义类的时候，显式的指定它的metaclass即可。
在自定义metaclass的注意点：
1. object的__init__方法只有一个参数，单自定义metaclass的__init__有4个。
def __init__(self): object 只有self参数
def __init__(cls, what, bases=None, dict=None): 因为自定义的metaclass是继承type，所有必须要有4个参数。继承的super()
2.对于普通的类，重写__call__ 方法说明这个对象是callable,但在metaclass中__call__ 还负责对象的创建
下面结果代码示例看一下对象的创建过程
示例代码
测试代码
结合示例来分析一个实例对象的完整创建的过程：
1.metaclass.__init: 首先进行初始化操作
2.metaclass.__call__: 创建实例，在穿件的过程中会调用class 的 __new__/__init__方法
3.class.__new__: 进行具体的实例化操作，并返回一个实例对象 at 0x000001851AC65808>
4.class.__init__: 返回一个实例对象 at 0x000001851AC65808 进行初始化
5. 返回一个用户真正需要的对象 object at 0x000001851AC65808>
从以上示例结果和对结果的分析，可以看出metaclass是如何定义一个实例对象的，以及对象在生命周期完整创建过程。
本篇学习笔记涉及的技术概念均来自《人人都懂设计模式》，有兴趣的同学可以去看看......
