为何Python中文件内全局对象与导入时会生成不同实例？

这确实是Python模块导入机制里需要留意的陷阱，本质和lru_cache无关，根源是同一个文件被加载了两次，生成了两个独立的模块实例。

原因解析 #

当你直接运行file_1.py时，Python会将这个文件作为__main__模块加载；而file_2.py中执行from file_1 import add时，Python会以file_1的模块名重新加载该文件。这就导致内存中存在两个完全独立的file_1模块实例：

• 一个是作为入口脚本的__main__模块，里面的add函数带着你在if __name__ == "__main__"块中调用产生的缓存；
• 另一个是被file_2导入的file_1模块，里面的add函数是全新的实例，缓存也是独立的。

解决方法 #

1. 拆分代码结构：将需要被其他模块复用的代码（比如add函数）放到单独的模块（例如utils.py）中，入口脚本file_1.py仅负责调用逻辑，不存放可复用的函数定义。这样所有模块导入的都是同一个utils模块实例，缓存自然共享。
2. 临时应急方案（不推荐）：如果必须在入口脚本中定义可复用函数，可以在file_1.py开头添加如下代码，强制将__main__模块映射为file_1模块：

   import sys
   if __name__ == "__main__":
       sys.modules["file_1"] = sys.modules["__main__"]
   

   这种方法容易引发其他导入问题，仅适合临时场景。

相关文档说明 #

这个现象属于Python模块导入的基础行为，在Python官方文档的模块章节中有明确说明：脚本文件被直接运行时，其模块名为__main__；而被其他模块导入时，模块名为文件名。这种模块名差异会触发重复加载，生成独立的模块实例。lru_cache的文档不会提及此问题，因为这并非缓存装饰器自身的特性，而是模块加载机制导致的衍生问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pythonweb