Что такое __slots__ в классе и как он уменьшает потребление памяти объектами?

Короткий ответ

__slots__ объявляет фиксированный набор атрибутов экземпляра, запрещая создание обычного __dict__ для каждого объекта — это экономит память, особенно при создании большого числа объектов.

Как это работает подробнее

Без __slots__ каждый экземпляр по умолчанию хранит свой __dict__ для произвольных атрибутов, что добавляет накладные расходы памяти. С __slots__ = ("a", "b") Python выделяет компактные слоты фиксированного размера вместо словаря, а попытка установить неуказанный атрибут вызовет AttributeError.

Пример кода

example-270.pyКопировать

import sys
class PointDict:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
class PointSlots:
    __slots__ = ("x", "y")
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
pd, ps = PointDict(1, 2), PointSlots(1, 2)
print(sys.getsizeof(pd.__dict__))  # есть отдельный словарь атрибутов
try:
    ps.z = 3  # AttributeError: объект PointSlots не поддерживает новые атрибуты
except AttributeError as e:
    print(e)

Что использовать на практике

• Практика. __slots__ особенно выгоден для классов, которых создаётся очень много экземпляров (узлы структуры данных, DTO-объекты в горячем пути) — экономия памяти на миллионах объектов может быть значительной; также слегка ускоряет доступ к атрибутам.

Подводные камни

• Риски. Забывают, что __slots__ не наследуется «бесплатно» — если хотя бы один класс в цепочке наследования не объявляет __slots__, экземпляры всё равно получат __dict__; пытаются динамически добавлять новые атрибуты к объекту со __slots__ и получают AttributeError.