type()
动态语言和静态语言最大的不同，就是函数和类的定义，不是编译时定义的，而是运行时动态创建的。
比方说我们要定义一个hello的class，就写一个hello.py模块：
class hello(object): def hello(self, name='world'): print('hello, %s.' % name)
当python解释器载入hello模块时，就会依次执行该模块的所有语句，执行结果就是动态创建出一个hello的class对象，测试如下：
>>> from hello import hello>>> h = hello()>>> h.hello()hello, world.>>> print(type(hello))>>> print(type(h))
type()函数可以查看一个类型或变量的类型，hello是一个class，它的类型就是type，而h是一个实例，它的类型就是class hello。
我们说class的定义是运行时动态创建的，而创建class的方法就是使用type()函数。
type()函数既可以返回一个对象的类型，又可以创建出新的类型，比如，我们可以通过type()函数创建出hello类，而无需通过class hello(object)...的定义：
>>> def fn(self, name='world'): # 先定义函数... print('hello, %s.' % name)...>>> hello = type('hello', (object,), dict(hello=fn)) # 创建hello class>>> h = hello()>>> h.hello()hello, world.>>> print(type(hello))>>> print(type(h))
要创建一个class对象，type()函数依次传入3个参数：
class的名称； 继承的父类集合，注意python支持多重继承，如果只有一个父类，别忘了tuple的单元素写法； class的方法名称与函数绑定，这里我们把函数fn绑定到方法名hello上。通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的，因为python解释器遇到class定义时，仅仅是扫描一下class定义的语法，然后调用type()函数创建出class。
正常情况下，我们都用class xxx...来定义类，但是，type()函数也允许我们动态创建出类来，也就是说，动态语言本身支持运行期动态创建类，这和静态语言有非常大的不同，要在静态语言运行期创建类，必须构造源代码字符串再调用编译器，或者借助一些工具生成字节码实现，本质上都是动态编译，会非常复杂。
metaclass
除了使用type()动态创建类以外，要控制类的创建行为，还可以使用metaclass。
metaclass，直译为元类，简单的解释就是：
当我们定义了类以后，就可以根据这个类创建出实例，所以：先定义类，然后创建实例。
但是如果我们想创建出类呢？那就必须根据metaclass创建出类，所以：先定义metaclass，然后创建类。
连接起来就是：先定义metaclass，就可以创建类，最后创建实例。
所以，metaclass允许你创建类或者修改类。换句话说，你可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。
metaclass是python面向对象里最难理解，也是最难使用的魔术代码。正常情况下，你不会碰到需要使用metaclass的情况，所以，以下内容看不懂也没关系，因为基本上你不会用到。
我们先看一个简单的例子，这个metaclass可以给我们自定义的mylist增加一个add方法：
定义listmetaclass，按照默认习惯，metaclass的类名总是以metaclass结尾，以便清楚地表示这是一个metaclass：
# metaclass是创建类，所以必须从`type`类型派生：class listmetaclass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value) return type.__new__(cls, name, bases, attrs) class mylist(list): __metaclass__ = listmetaclass # 指示使用listmetaclass来定制类
当我们写下__metaclass__ = listmetaclass语句时，魔术就生效了，它指示python解释器在创建mylist时，要通过listmetaclass.__new__()来创建，在此，我们可以修改类的定义，比如，加上新的方法，然后，返回修改后的定义。
__new__()方法接收到的参数依次是：
当前准备创建的类的对象； 类的名字； 类继承的父类集合； 类的方法集合。测试一下mylist是否可以调用add()方法：
>>> l = mylist()>>> l.add(1)>>> l[1]
而普通的list没有add()方法：
>>> l = list()>>> l.add(1)traceback (most recent call last): file , line 1, in attributeerror: 'list' object has no attribute 'add'
动态修改有什么意义？直接在mylist定义中写上add()方法不是更简单吗？正常情况下，确实应该直接写，通过metaclass修改纯属变态。
但是，总会遇到需要通过metaclass修改类定义的。orm就是一个典型的例子。
orm全称“object relational mapping”，即对象-关系映射，就是把关系数据库的一行映射为一个对象，也就是一个类对应一个表，这样，写代码更简单，不用直接操作sql语句。
要编写一个orm框架，所有的类都只能动态定义，因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。
让我们来尝试编写一个orm框架。
编写底层模块的第一步，就是先把调用接口写出来。比如，使用者如果使用这个orm框架，想定义一个user类来操作对应的数据库表user，我们期待他写出这样的代码：
class user(model): # 定义类的属性到列的映射： id = integerfield('id') name = stringfield('username') email = stringfield('email') password = stringfield('password') # 创建一个实例：u = user(id=12345, name='michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')# 保存到数据库：u.save()
其中，父类model和属性类型stringfield、integerfield是由orm框架提供的，剩下的魔术方法比如save()全部由metaclass自动完成。虽然metaclass的编写会比较复杂，但orm的使用者用起来却异常简单。
现在，我们就按上面的接口来实现该orm。
首先来定义field类，它负责保存数据库表的字段名和字段类型：
class field(object): def __init__(self, name, column_type): self.name = name self.column_type = column_type def __str__(self): return '' % (self.__class__.__name__, self.name)
在field的基础上，进一步定义各种类型的field，比如stringfield，integerfield等等：
class stringfield(field): def __init__(self, name): super(stringfield, self).__init__(name, 'varchar(100)')class integerfield(field): def __init__(self, name): super(integerfield, self).__init__(name, 'bigint')
下一步，就是编写最复杂的modelmetaclass了：
class modelmetaclass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): if name=='model': return type.__new__(cls, name, bases, attrs) mappings = dict() for k, v in attrs.iteritems(): if isinstance(v, field): print('found mapping: %s==>%s' % (k, v)) mappings[k] = v for k in mappings.iterkeys(): attrs.pop(k) attrs['__table__'] = name # 假设表名和类名一致 attrs['__mappings__'] = mappings # 保存属性和列的映射关系 return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
以及基类model：
class model(dict): __metaclass__ = modelmetaclass def __init__(self, **kw): super(model, self).__init__(**kw) def __getattr__(self, key): try: return self[key] except keyerror: raise attributeerror(r'model' object has no attribute '%s' % key) def __setattr__(self, key, value): self[key] = value def save(self): fields = [] params = [] args = [] for k, v in self.__mappings__.iteritems(): fields.append(v.name) params.append('?') args.append(getattr(self, k, none)) sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params)) print('sql: %s' % sql) print('args: %s' % str(args))
当用户定义一个class user(model)时，python解释器首先在当前类user的定义中查找__metaclass__，如果没有找到，就继续在父类model中查找__metaclass__，找到了，就使用model中定义的__metaclass__的modelmetaclass来创建user类，也就是说，metaclass可以隐式地继承到子类，但子类自己却感觉不到。
在modelmetaclass中，一共做了几件事情：
排除掉对model类的修改； 在当前类（比如user）中查找定义的类的所有属性，如果找到一个field属性，就把它保存到一个__mappings__的dict中，同时从类属性中删除该field属性，否则，容易造成运行时错误； 把表名保存到__table__中，这里简化为表名默认为类名。在model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，比如save()，delete()，find()，update等等。
我们实现了save()方法，把一个实例保存到数据库中。因为有表名，属性到字段的映射和属性值的集合，就可以构造出insert语句。
编写代码试试：
u = user(id=12345, name='michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')u.save()
输出如下：
found model: userfound mapping: email ==> found mapping: password ==> found mapping: id ==> found mapping: name ==> sql: insert into user (password,email,username,uid) values (?,?,?,?)args: ['my-pwd', 'test@orm.org', 'michael', 12345]
可以看到，save()方法已经打印出了可执行的sql语句，以及参数列表，只需要真正连接到数据库，执行该sql语句，就可以完成真正的功能。
不到100行代码，我们就通过metaclass实现了一个精简的orm框架，完整的代码从这里下载：
https://github.com/michaelliao/learn-python/blob/master/metaclass/simple_orm.py
最后解释一下类属性和实例属性。直接在class中定义的是类属性：
class student(object): name = 'student'
实例属性必须通过实例来绑定，比如self.name = 'xxx'。来测试一下：
>>> # 创建实例s：>>> s = student()>>> # 打印name属性，因为实例并没有name属性，所以会继续查找class的name属性：>>> print(s.name)student>>> # 这和调用student.name是一样的：>>> print(student.name)student>>> # 给实例绑定name属性：>>> s.name = 'michael'>>> # 由于实例属性优先级比类属性高，因此，它会屏蔽掉类的name属性：>>> print(s.name)michael>>> # 但是类属性并未消失，用student.name仍然可以访问：>>> print(student.name)student>>> # 如果删除实例的name属性：>>> del s.name>>> # 再次调用s.name，由于实例的name属性没有找到，类的name属性就显示出来了：>>> print(s.name)student
因此，在编写程序的时候，千万不要把实例属性和类属性使用相同的名字。
在我们编写的orm中，modelmetaclass会删除掉user类的所有类属性，目的就是避免造成混淆。