__slots__ y dataclasses con slots=True: instancias más pequeñas con atributos fijos

Qué es

Por defecto, cada instancia lleva un __dict__ para sus atributos y un slot __weakref__. Declarar __slots__ = ("x", "y") reserva almacenamiento fijo para esos nombres. La referencia del lenguaje indica que esto impide la creación de __dict__ y __weakref__, a menos que se incluyan en la lista, que el espacio ahorrado puede ser considerable y que el acceso a los atributos puede ser más rápido. @dataclass(slots=True) (3.10) genera __slots__ a partir de los campos y, según la documentación, devuelve una clase nueva en lugar de la original. weakref_slot=True (3.11) vuelve a añadir __weakref__ para que las instancias admitan referencias débiles.

Por qué importa

Los programas que mantienen millones de registros pequeños (líneas de log analizadas, nodos de grafos, entradas de cache) pagan el coste de un diccionario por instancia. Los slots también detectan errores tipográficos: asignar un nombre que no está en __slots__ lanza AttributeError en lugar de crear un atributo nuevo sin avisar.

Cómo aplicarlo

• Usa @dataclass(slots=True, frozen=True) para registros de tipo valor que se crean en grandes cantidades. Mide con tracemalloc sobre una muestra representativa antes y después, y conserva el cambio solo si el ahorro es relevante.
• Declara __slots__ en todas las clases de la jerarquía (una tupla vacía cuando la clase no añade atributos). La referencia indica que, al heredar de una clase sin __slots__, las instancias siempre tienen __dict__ y __weakref__, de modo que el ahorro desaparece.
• Añade "__dict__" a __slots__ cuando de verdad se necesiten atributos dinámicos, y weakref_slot=True (o "__weakref__") cuando las instancias vayan a un WeakValueDictionary o a otra estructura que use referencias débiles.
• Obtén los campos de un dataclass con dataclasses.fields(), no leyendo __slots__: la documentación señala que los campos que ya tienen slot en una clase base se omiten del __slots__ generado.

Trampas

Como slots=True devuelve una clase nueva, los métodos escritos en el cuerpo de la clase seguían refiriéndose originalmente a la clase antigua a través de la celda implícita __class__. La documentación de 3.13 advierte de que super() sin argumentos en uno de esos métodos lanza TypeError, y propone super() con dos argumentos como solución alternativa; el changelog de 3.14 registra la corrección (gh-90562). Por tanto, el código que deba ejecutarse en las versiones 3.10 a 3.13 escribe super(ClassName, self) o traslada la llamada a una clase base sin slots. La documentación advierte también de que pasar parámetros al __init_subclass__ de una clase base con slots=True lanza TypeError. La referencia indica que la herencia múltiple de más de una base con slots no vacíos lanza TypeError, y que los atributos de clase no pueden usarse para fijar valores por defecto de variables con slots, porque sobrescribirían el descriptor. cached_property necesita un __dict__, así que no funciona en clases con slots.