PyObjectTracerKit.py

# coding: UTF-8

""" Monitoring """

class Monitoring(dict):
    @classmethod
    def _printCodeInfo(cls, cur_frame):
        import inspect
        bac_frame = cur_frame.f_back  # この関数の呼び出し元のフレームオブジェクトを取得。
        bac_frame_co = bac_frame.f_code 
        # print("呼び出し元関数名 = {}".format(bac_frame_co.co_name))
        bac_frame_info = inspect.getframeinfo(bac_frame)  # フレームオブジェクトのフレームレコードを取得。
        # print("そのフレームレコードから得たソースコードのリスト = {}".format(bac_frame_info.code_context))
        # print("そのフレームから得た行番号 = {}".format(bac_frame.f_lineno))
        print('@@ %03d : func %s - %s' % (bac_frame.f_lineno, bac_frame_co.co_name, bac_frame_info.code_context))
        #print('==== %x' % (id(bac_frame_co.__self__)))
        #print("cur local variables {}".format(cur_frame.f_locals))
        #print("bac local variables {}".format(bac_frame.f_locals))

    @classmethod
    def _printStackInfo(cls, label):
        import inspect
        framerecords = inspect.stack()
        # print("  == stack {}".format(framerecords))
        if len(framerecords) > 2 : 
            framerecord = framerecords[2]  # 呼び出し元フレーム
            arginfo = inspect.getargvalues(framerecord[0]) # 呼び出し元（先頭）から引き数情報を取得
            if 'self' in arginfo.locals:
                print("    >>>> %s id = %x " % (label, id(arginfo.locals['self'])))
            else: 
                print("    >>>> %s NONE" % label)
                                        
    @classmethod
    def printArgInfo(cls, *args):
        # print("@@@@@ args = %s" % format(args))
        for arg in args:
            if(isinstance(arg, Monitoring)):
                print('called_with: id = %x' % id(arg))
            else:
                print('called_with: value = %s %s ' % (format(arg), type(arg)))
                    
    def __new__(cls, *args):
        import inspect
        cls._printCodeInfo(inspect.currentframe())
#        print('called __new__: id = %x %s' % (id(cls), format(cls)))
        print('called __new__: id = %x (%s)' % (id(cls), cls.__name__))
        cls._printStackInfo('sender')
        obj = super(Monitoring, cls).__new__(cls, args)
        print('    >>>> instance id = %x' % id(obj))
        return obj
            
    def __getattr__(self, key):
        import inspect
        self.__class__._printCodeInfo(inspect.currentframe())
        value = self.__getitem__(key)
        if(isinstance(value, Monitoring)):
            print('called __getattr__: id = %x (%s, %s = id %x)' % (id(self), key, value, id(value)))
        else:
            print('called __getattr__: id = %x (%s, %s = %s)' % (id(self), key, value, type(value)))
        self.__class__._printStackInfo('run_on') 
        return value

    def __setattr__(self, key, value):
        import inspect
        self.__class__._printCodeInfo(inspect.currentframe())
        result = self.__setitem__(key, value)
        if(isinstance(value, Monitoring)):
            print('called __setattr__: id = %x (%s, %s = id %x)' % (id(self), key, value, id(value)))
        else:
            print('called __setattr__: id = %x (%s, %s = %s)' % (id(self), key, value, type(value)))
        self.__class__._printStackInfo('run_on') 
        return result
        
    def __getattribute__(self, key):
        # print("====================== key = %s" % (key))
        if key == '__getitem__': # これは getter アクセスの副作用
            pass 
        v = object.__getattribute__(self, key)        
        if key == 'printCodeInfo':
            return v.__get__(None, self) # 内部処理はフィルタする
        if hasattr(v, '__get__'):
            import inspect
            self.__class__._printCodeInfo(inspect.currentframe())
            print('called __getattribute__: id = %x (%s AS function)' % (id(self), key))
            self.__class__._printStackInfo('sender')
            return v.__get__(None, self)
        if key == '__getitem__': # これは getter アクセスの副作用
            pass 
        elif key == '__setitem__': # これは setter アクセスの副作用
            pass
        elif key == '__class__': # これは上の printCodeInfo を呼び出すための __class__ 呼び出しの副作用
            pass
        else:
            print('called __getattribute__: id = %x (%s AS variable)' % (id(self), key))
        return v


# ================ トレースする対象となるオブジェクト

class Foo(Monitoring):
    def __init__(self):
        print "--------"
        self.bar = Bar()
        print "--------"
        print self.bar.a
        print "--------"
        self.bar.pr()
        print "--------"
        self.a = 0 # Foo

class Bar(Monitoring):
    def __init__(self):
        self.a = 0 # Bar

    def pr(self):
        print "- 123 -"

class Boo(Monitoring):
    def pr(self):
        print "test"
        
# ================ ここから主プログラム

print("##########")
obj1 = Foo()
print("##########")
print(obj1.a)
print("##########")
obj2 = Boo()
obj2 = Boo()
print("##########")

もひとつ。実際のコードとの対照はこんな感じ。

なお上のダイアグラム的な図は手描き。ソースコードとの対照図も手描きです。
あくまで学生向けの説明資料。。。。頑張って実装してくれると良いのだけれど。