在Rust的PyO3中如何让自定义Python类结构体正确检查实例类型？

我正在为一个重度依赖MessagePack的老旧Python项目开发自定义MessagePack序列化器。受GIL限制，计划用Rust实现批量序列化以提升性能，目前已支持基础Python类型，但不想移植项目中的自定义Python类到Rust，打算保留标准Python MessagePack库作为降级方案。

我编写了代表单例类FinalRule的结构体PyFinalRule，期望通过PyFinalRule::is_type_of检查PyAny对象是否为FinalRule实例，但该方法对FinalRule实例始终返回false，仅在传入其类型对象时返回true，需要解决实例类型的正确检查问题。

struct PyFinalRule(PyAny);
unsafe impl PyTypeInfo for PyFinalRule {
    const NAME: &'static str = "FinalRule";
    const MODULE: Option<&'static str> = Option::Some("LiSE.util");
    type AsRefTarget = PyAny;

    fn type_object_raw(py: Python<'_>) -> *mut PyTypeObject {
        let modu = py.import("LiSE.util").unwrap();
        let final_rule = modu.getattr("FinalRule").unwrap();
        final_rule.get_type_ptr()
    }
}
unsafe impl PyNativeType for PyFinalRule {}

问题根源在于默认的is_type_of实现会直接对比对象的类型指针与type_object_raw返回的指针，而FinalRule实例的类型指针指向的是FinalRule类本身，只有当传入对象是类本身时才会匹配，实例自然返回false。

需要手动实现PyTypeCheck trait，重写is_type_of方法，调用Python原生的实例检查逻辑来判断对象是否为FinalRule实例：

修改后的完整代码 #

use pyo3::prelude::*;
use pyo3::class::PyTypeCheck;

struct PyFinalRule(PyAny);

unsafe impl PyTypeInfo for PyFinalRule {
    const NAME: &'static str = "FinalRule";
    const MODULE: Option<&'static str> = Some("LiSE.util");
    type AsRefTarget = PyAny;

    fn type_object_raw(py: Python<'_>) -> *mut pyo3::ffi::PyTypeObject {
        let modu = py.import("LiSE.util").unwrap();
        let final_rule = modu.getattr("FinalRule").unwrap();
        final_rule.get_type_ptr()
    }
}

impl PyTypeCheck for PyFinalRule {
    fn is_type_of(object: &PyAny) -> bool {
        let py = object.py();
        // 优雅处理导入和属性获取的错误，避免unwrap panic
        match py.import("LiSE.util") {
            Ok(modu) => match modu.getattr("FinalRule") {
                Ok(fr_type) => object.is_instance(fr_type).unwrap_or(false),
                Err(_) => false,
            },
            Err(_) => false,
        }
    }
}

关键说明 #

1. 移除PyNativeType实现：该trait是为Rust实现的Python原生类型设计的，对于包装Python侧类的场景不需要，会干扰默认类型检查逻辑。
2. 重写is_type_of：通过object.is_instance(fr_type)调用Python原生的isinstance逻辑，这是检查Python对象是否属于某个类实例的标准方式，能正确识别FinalRule的实例。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者logicaldash