为何导入Python类时会自动实例化该类？

问题背景 #

测试套件执行完成后始终无法退出，断点调试发现DataListener.__init__会在test_controller.py执行from controller import Controller语句时被调用，疑惑为何导入模块中的类时会触发类的实例化。

相关代码 #

data_listener.py #

from threading import Event, Thread

class DataListener:

    def __init__(self, port, host='localhost'):
        self._stop_monitor = Event()
        self._monitor = Thread(target=self.check_last_message)
        self._monitor.start()

    def __del__(self):
        self.stop()

    def stop(self):
        self._stop_monitor.set()
        self._monitor.join()

    def check_last_message(self):
        while not self._stop_monitor.is_set():
            # 心跳检查逻辑
            pass

controller.py #

from data_listener import DataListener

DEFAULT_SUBSCRIBER_PORT = 1234  # 假设的默认端口
DEFAULT_PUBLISHER_PORT = 5678  # 假设的默认端口

class JsonPublisher:
    def __init__(self, port):
        pass

class Controller:
    def __init__(
        self,
        subscriber=DataListener(port=DEFAULT_SUBSCRIBER_PORT),
        publisher=JsonPublisher(DEFAULT_PUBLISHER_PORT)):

        pass

test_controller.py #

from controller import Controller

def test_controller_work_loop():
    # 准备测试环境
    controller = Controller(subscriber=None, publisher=None)

    # 测试逻辑（已通过）
    # 测试完成后套件无法退出

原因分析 #

1. 导入时实例化类的根源
   Python中，函数（包括类的构造方法__init__）的默认参数是在函数定义阶段（模块导入时）就完成计算和初始化的，而非函数调用阶段。因此Controller.__init__中subscriber=DataListener(...)这个默认参数，会在controller.py模块被导入（即test_controller.py执行from controller import Controller）时直接执行DataListener()，触发类的实例化。

2. 测试套件无法退出的原因
   DataListener实例化时启动了一个后台线程_monitor，Python默认创建的线程是非守护线程——解释器会等待所有非守护线程执行完毕才会退出。即使测试中创建Controller时传入了subscriber=None，但模块导入阶段创建的那个默认参数DataListener实例依然存在，其后台线程持续运行，导致测试套件无法正常退出。

解决方案 #

方案1：避免默认参数直接实例化类 #

将默认参数设为None，在__init__内部按需创建实例，确保实例化逻辑只在类被调用时执行：

class Controller:
    def __init__(
        self,
        subscriber=None,
        publisher=None):
        if subscriber is None:
            subscriber = DataListener(port=DEFAULT_SUBSCRIBER_PORT)
        if publisher is None:
            publisher = JsonPublisher(DEFAULT_PUBLISHER_PORT)
        # 原业务逻辑

方案2：将后台线程设为守护线程 #

在创建_monitor线程时添加daemon=True参数，这样主线程退出时，守护线程会自动终止，避免残留线程阻塞退出：

self._monitor = Thread(target=self.check_last_message, daemon=True)

建议同时使用两种方案，既避免不必要的预实例化，又能防止线程残留导致的退出问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jon Cage