如何在实例化相互依赖的对象时避免重复登录？

Question

我拥有两个类：LogSess（用于登录）和DataReq（用于获取JSON数据）。面临的问题是，每次创建DataReq实例时，都会重新进行登录，因为DataReq的实例化依赖于LogSess。我希望实现的行为是，仅在首次创建LogSess对象时、cookies过期或网站返回包含文本"You must login"的响应时，才触发登录操作。

你们是否知道如何达成这一目标？这是否可行？我愿意接受任何建议。

附注：我还另外有三个类似于DataReq的类，它们也依赖于LogSess。

以下是代码示例：

import requests

URL_LOGIN = "https://www/login..."
URL_TDATA = "https://www/services..."

class LogSess:
    def __init__(self, username="foo", password="bar"):
        self.username = username
        self.password = password

    @property
    def session(self):
        with requests.Session() as session:
            session.post(URL_LOGIN, data={"login": self.username, "password": self.password})
            return session

class DataReq:
    def __init__(self, name, data):
        self.name = name
        self.data = None

    @property
    def data(self):
        response = LogSess().session.post(URL_TDATA, data={"name": self.name})

        try:
            return response.json()
        except requests.JSONDecodeError:
            print("Session expired! Need to re-login.")

leppie · Answer

有许多可选的解决方案来优化这个问题：

将Session作为参数传递给DataReq.data：你可以在DataReq类的data方法中，接收一个Session实例或LogSess实例作为参数。这样，在创建DataReq对象时，你可以直接传入已经登录过的会话，避免重复登录。
改进LogSess以缓存Session并处理异常：如果你倾向于继续使用LogSess类，可以改进其session属性，使其能缓存创建的会话。当下次调用时，尝试返回缓存的会话；但如果之前的会话不可用或已过期（例如，已知超时后），则创建并缓存新的会话。你还可以在LogSess类中添加一个如request的方法，该方法接受一个函数作为参数，这个函数负责使用传入的Session执行某个操作并返回响应。LogSess.request方法可以处理如会话过期之类的错误，通过重新创建会话，并在需要登录时（尽管已有用户名和密码，但可能需要额外的认证步骤）请求用户提供更多信息。然后，修改DataReq.data方法，让它利用传入的LogSess实例调用其request方法，并传入一个lambda表达式或类似功能的代码块，用以处理响应并返回JSON格式的数据。错误处理策略可根据具体需求定制。
反转职责：让LogSess处理请求逻辑：另一种方式是，让LogSess类包含一个执行请求的方法，这个方法接收一个对象，该对象提供如何执行请求、如何在成功时转换响应以及在遇到错误时应执行的操作。这样，就无需再提供LogSess.session这样的属性来直接访问会话，而是将请求逻辑和响应处理的职责更加明确地划分和组织。

每种方法都有其适用场景，选择最符合你当前项目需求和设计原则的方案即可。

dano · Answer

面对多个如DataReq类依赖于LogSess来维持会话的情况，为解决此问题，可以采用共享会话管理的策略。这样能确保登录操作仅在必要时发生，例如当cookie过期、页面提示“您必须登录”，或是首次实例化LogSess时。

解决这个问题的一个途径是，对LogSess应用单例模式，并实现会话验证与刷新机制（类似于@VonC的方案，但未包含后续部分）。为何如此做？

采用单例模式实现LogSess确保了仅创建一个实例，并且所有后续请求都复用这个实例，从而登录流程仅在首次或按需（根据OP提到的条件）发生。其次，通过在LogSess中加入会话验证和刷新的方法，可以依据cookie过期或特定响应内容指示登录要求来判断会话是否有效及是否需要重新登录。

以下是相应的代码实现：

import requests
from json import JSONDecodeError

URL_LOGIN = "https://www/login..."
URL_TDATA = "https://www/services..."

class LogSess:
    _instance = None

    def __new__(cls, username="foo", password="bar"):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super(LogSess, cls).__new__(cls)
            cls._instance.session = requests.Session()
            cls._instance.username = username
            cls._instance.password = password
            cls._instance.login()
        return cls._instance

    def login(self):
        self.session.post(URL_LOGIN, data={"login": self.username, "password": self.password})

    def refresh_session(self):
        # 在这里检查cookie是否过期或响应内容是否需要登录
        # 如有必要，调用self.login()

class DataReq:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self._data = None

    @property
    def data(self):
        if self._data is None:
            log_sess = LogSess()
            response = log_sess.session.post(URL_TDATA, data={"name": self.name})

            try:
                self._data = response.json()
            except JSONDecodeError:
                print("会话已过期！需要重新登录。")
                log_sess.refresh_session()
                self._data = log_sess.session.post(URL_TDATA, data={"name": self.name}).json()
        return self._data

# 使用示例
data_request = DataReq("example")
print(data_request.data)

在这个实现中，LogSess被设计为单例，首次实例化时调用登录方法，而refresh_session方法可根据需要检查并刷新会话。DataReq类使用LogSess的实例来获取会话并处理数据请求，包括在必要时刷新会话。

单例模式提供了一个全局访问点，这对于管理如会话处理这类共享资源特别有用（应避免为管理共享资源的类创建多个实例）。

当然，需要注意的是，虽然单例模式在某些应用场景（如会话管理）中非常有用，但因其可能导致测试难度增加及滥用全局变量的风险，有时也被视为反模式。因此，在使用时应谨慎，并充分理解其对应用程序的影响。