typing.Protocol 是结构类型检查机制,仅在静态类型检查时生效,不生成运行时对象,也不参与 isinstance 或 issubclass 判断;需用 @runtime_checkable 才支持运行时结构校验。

typing.Protocol 本质是结构类型检查,不是运行时接口
Python 的 Protocol 不会生成运行时对象,也不参与 isinstance 或 issubclass 判断——它只在类型检查器(如 mypy、pyright)中生效。如果你期望用 isinstance(obj, MyProtocol) 来做运行时鸭子类型校验,会直接报错:TypeError: isinstance() argument 2 cannot be a parameterized generic。
常见误用场景:把 Protocol 当成抽象基类(ABC)来用,结果运行时报错或类型检查不触发。关键区别在于:Protocol 关注“有没有这些方法”,ABC 关注“是不是这个类型”。
- 要运行时检查鸭子类型,得自己写
hasattr+callable组合,或用collections.abc中的现成 ABC(如Iterable) - 要让 mypy 报错,必须开启类型检查(例如命令行加
--strict),否则Protocol形同虚设 - 定义带泛型的
Protocol时,必须继承Generic[T],且不能漏掉__parameters__的隐式推导逻辑
定义最小可行 Protocol:只声明方法签名,不写实现
Protocol 类里只允许出现方法签名、属性注解、类变量(带默认值的常量),禁止任何方法体、self 参数的具体类型标注(除非是泛型绑定)、__init__ 实现等。否则 mypy 会警告 Protocol cannot have non-method members。
例如想约束“能被 len() 调用且支持索引”的对象:
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from typing import Protocolclass SizedIndexable(Protocol): def len(self) -> int: ... def getitem(self, i: int) -> str: ...
注意三点:
- 方法末尾必须加
...(省略号),这是语法强制要求,表示无实现 - 返回类型必须明确,不能留空或写
pass - 如果方法接受泛型参数(如
T),需在类头声明class MyProto(Protocol, Generic[T]):
Protocol 和 ABC 混用:用 @runtime_checkable 让 isinstance 生效
标准库的 typing.runtime_checkable 装饰器可以让某个 Protocol 支持运行时 isinstance 检查,但仅限于“结构匹配”——即对象动态拥有所有声明的方法/属性,且它们是可调用的。
示例:
from typing import Protocol, runtime_checkable@runtime_checkable class Readable(Protocol): def read(self, size: int = -1) -> bytes: ...
class FakeFile: def read(self, size: int = -1) -> bytes: return b"hello"
assert isinstance(FakeFile(), Readable) # ✅ 成立
但要注意:
-
@runtime_checkable不检查方法签名是否一致(比如参数名、默认值、返回类型),只检查存在性和可调用性 - 若对象的
read方法实际接收**kwargs,isinstance仍返回True,但类型检查器可能报错 - 装饰后无法再继承其他
Protocol(mypy 限制),多继承需谨慎
Protocol 常见陷阱:__init__、属性赋值、可变默认参数
很多人试图在 Protocol 中定义 __init__ 来约束构造方式,这是无效的——Protocol 不控制实例化过程。同样,给属性赋值(如 name: str = "default")会被视为实例变量,而非类型契约的一部分,容易误导。
真正该关注的是“调用后行为”,比如:
- 需要对象有
.name属性并可读?写name: str(只注解,不赋值) - 需要对象有
.name并可写?得额外声明name: str和@name.setter方法签名 - 需要兼容
dataclass或NamedTuple?确保字段名和类型完全一致,否则 mypy 可能不认为其满足协议 - 用了可变默认参数(如
def append(self, items: list = []))?类型检查器会按字面理解,但运行时风险得靠代码规范规避
最易被忽略的一点:Protocol 的成员访问是“宽泛匹配”。哪怕一个类只实现了协议中 1 个方法,mypy 默认也不会报错——除非你显式标注变量类型为该 Protocol,并尝试调用未实现的方法。










