摘要：問題起源在中對于某些屬性是只讀的，比如對于。這會導致一些令人費解的錯誤。首先，和是不同的，不存在，是指的實例擁有的屬性，它是一個描述器，調用它會返回實例的屬性。的調用會按照以下順序會按照同樣順序，但是很明顯會跳過的訪問。

>>> str.__dict__
dict_proxy({"__add__": ,
            "__contains__": ,
            .....
            "zfill": })
>>> type(str.__dict__)

>>> s = "abc"
>>> s.__dict__
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
AttributeError: "str" object has no attribute "__dict__"

在 Python 中對于某些 object __dict__ 屬性是只讀的，比如對于 type object。然而，在 Python2.5-2.6 之前，還是有一些一般性方法可以獲取和改變 __dict__ 屬性的(without hacking with
gc.get_referrents(), that is)。這會導致一些令人費解的錯誤。

dictproxy 是為了用于保證 class.__dict__ 的 keys 必須是 strings, proxy 的機制防止了對于 class.__dict__ 的寫入操作, 因此只有 setattr() 可以被用于添加屬性, class.__setattr__ 的實現(xiàn)確保了 keys-must-be-strings 的限制.

如果我們不使用一些 proxy 的機制，那么 __dict__，class.__dict__ 就可以被寫入了。如果可以寫入，也就可以被刪除，而 class.__dict__ 中的屬性被刪除可能會導致解釋器崩潰。

The __dict__ attribute of some objects is read-only,
e.g. for type objects.  However, there is a generic

way to still access and modify it (without hacking with
gc.get_referrents(), that is). This can lead to
obscure crashes. Attached is an example that shows
a potential "problem" involving putting strange keys
in the __dict__ of a type.

This is probably very minor anyway.  If we wanted to

fix this, we would need a __dict__ descriptor that
looks more cleverly at the object to which it is
applied.

BTW the first person who understand why the attached

program crashes gets a free coffee.

------- [Armin Rigo] Bypassing dict readonlyness [Python2.5-2.6]

Instances of types defined in C don"t have a __dict__ attribute by default.

>>> class A(object):
        x = "1"
        def __init__(self):
            self.x = "2"

>>> a = A()
>>> a.__dict__
{"x": "2"}
>>> type(a.__dict__)
dict
>>> A.__dict__
dict_proxy({"__dict__": ,
            "__doc__": None,
            "__init__": ,
            "__module__": "__main__",
            "__weakref__": ,
            "x": "1"})
>>> type(A.__dict__)
dict_proxy
>>> A.__dict__["__dict__"]

>>> type(A.__dict__["__dict__"])
getset_descriptor
>>> isinstance(A.__dict__["__dict__"], types.GetSetDescriptorType)
True
>>> A.__dict__["__dict__"].__get__(a, A)
{"x": "2"}
>>> a.__dict__
{"x": "2"}

首先，A.__dict__.__dict__ 和 A.__dict__["__dict__"] 是不同的，A.__dict__.__dict__ 不存在，A.__dict__["__dict__"] 是指 class 的實例擁有的 __dict__ 屬性，它是一個描述器，調用它會返回實例的 __dict__ 屬性。簡單來說，因為一個實例的 __dict__ 屬性不能(why?)保存在實例的 __dict__ 中，所以需要通過 class 中的一個 descriptor 來調用。（因為 python 是動態(tài)語言嘛，A.__dict__["__dict__"] 是一個 GetsetDescriptor，所以實例的屬性是有能力增加的）

對于 class A 的實例 a ，訪問 a.__dict__ 時的背后是通過 A.__dict__["__dict__"] 實現(xiàn)的（vars(A)["__dict__"]）

對于 class A，訪問 A.__dict__ 理論上 是通過 type.__dict__["__dict__"] 實現(xiàn)的（vars(type)["__dict__"]）

完整解釋：

class 和實例訪問屬性都是通過屬性操作符 (class or metaclass"s __getattribute__) 和 __dict__ 屬性/協(xié)議實現(xiàn)的。

對于一般的實例對象，__dict__ 會返回一個保存包含所有實例屬性的獨立的 dict 實例對象，對 __getattribute__ 的調用首先會訪問這個 dict，并獲取相應的實例屬性 (這個調用會在通過描述器協(xié)議訪問 class 屬性之前，也會在調用 __getattr__ 之前)。class 里定義的 __dict__ 描述器實現(xiàn)了對這個 dict 的訪問。

x.name 的調用會按照以下順序: x.__dict__["name"], type(x).name.__get__(x, type(x)), type(x).name

x.__dict__ 會按照同樣順序，但是很明顯會跳過 x.__dict__["name"] 的訪問。

因為 x.__dict__ 不能保存在 x.__dict__["__dict__"] 中，對于 x.__dict__ 的訪問就會用描述器協(xié)議實現(xiàn)，x.__dict__ 的值就會保存在實例中的一個特殊字段里。

對于 class 也會面臨相同的情況，雖然 class.__dict__ 是一個偽裝成 dict 的特殊的 proxy 對象，class.__dict__ 也不允許你對它進行
修改或替換行為。這個特殊的 proxy 對象允許你，獲取那些定義在 class 而不是 class 的基類中的的屬性。

默認情況下，vars(cls) 對于一個空類型，返回的對象包含三個描述器，__dict__ 用于保存實例中的屬性，__weakref__ 是用于 weakref 模塊的內(nèi)部邏輯，__doc__ 是用于 class 的 docstring。前兩個描述器可能會因為定義了 __slots__ 而消失，沒有 __dict__ and __weakref__ 屬性，反而會有每一個定義在 __slots__ 的屬性。此時，實例的屬性不會保存在 dict 中，訪問屬性將會通過相應的描述器實現(xiàn)。

refs: What is the dict__.__dict attribute of a Python class?

# -*- encoding: utf -*-


class RevealAccess(object):
    """A data descriptor that sets and returns values
       normally and prints a message logging their access.
    """
    def __init__(self, initval=None, name="var"):
        self.val = initval
        self.name = name

    def __get__(self, obj, objtype):
        print("Retrieving", self.name, self.val)
        return self.val

    def __set__(self, obj, val):
        print("Updating", self.name, self.val)
        self.val = val


class Base(object):
    attr_1 = RevealAccess(10, "var "x"")

    def __init__(self):
        self.attr_2 = RevealAccess(10, "var "x"")

    def __getattribute__(self, *args, **kwargs):
        print("__getattribute__", args, kwargs)
        return super(Base, self).__getattribute__(*args, **kwargs)

    def __getattr__(self, *args, **kwargs):
        print("__getattr__", args, kwargs)
        try:
            origin = super(Base, self).__getattr__(*args, **kwargs)
            return origin
        except AttributeError as e:
            return "not found"


def main():
    b = Base()
    print("*********** start get b.attr_1 ***********")
    print(b.attr_1)
    print("*********** start get b.attr_2 ***********")
    print(b.attr_2)
    print("*********** start get b.attr_3 ***********")
    print(b.attr_3)

if __name__ == "__main__":
    main()

Output:
*********** start get b.attr_1 ***********
("__getattribute__", ("attr_1",), {})
("Retrieving", "var "x"", 10)
10
*********** start get b.attr_2 ***********
("__getattribute__", ("attr_2",), {})
<__main__.RevealAccess object at 0x100b1abd0>
*********** start get b.attr_3 ***********
("__getattribute__", ("attr_3",), {})
("__getattr__", ("attr_3",), {})
not found

Refs:

How Does Attribute Access Work?

Python: Difference between class and instance attributes