为何type.__new__会调用__init_subclass__？Django类创建时序疑问

实际遇到的问题 #

• 尝试将__init_subclass__应用到Django模型类时，无法达到预期效果
• 观察到父类的__init_subclass__执行时，元类尚未完成子类的全部创建工作
• 已知该问题可以通过自定义元类规避，但始终不理解这种时序设计的原因
• 此前的固有认知是：所有类似__new__的类构造操作，应当在所有类似__init__的类初始化操作之前全部完成，但实际观察到的执行时序和这个认知存在明显偏差

复现实验 #

测试代码 #

class MetaMeta(type):
    print('parsing MetaMeta')
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print('entering MetaMeta.__call__')
        instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        print('leaving MetaMeta.__call__')
        return instance

class Meta(type, metaclass=MetaMeta):
    print('parsing Meta')
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        print('  entering Meta.__init__')
        super().__init__(*args, **kwargs)
        print('  leaving Meta.__init__')
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(f'  entering Meta.__new__')
        instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        print('  leaving Meta.__new__')
        return instance

class Parent(object, metaclass=Meta):
    print('parsing Parent')
    def __init_subclass__(cls, *args, **kwargs):
        print('    entering Parent.__init_subclass__')
        super().__init_subclass__(*args, **kwargs)
        print('    leaving Parent.__init_subclass__')

class Child(Parent):
    print('parsing Child')

运行输出结果 #

parsing MetaMeta
parsing Meta
parsing Parent
entering MetaMeta.__call__
  entering Meta.__new__
  leaving Meta.__new__
  entering Meta.__init__
  leaving Meta.__init__
leaving MetaMeta.__call__
parsing Child
entering MetaMeta.__call__
  entering Meta.__new__
    entering Parent.__init_subclass__
    leaving Parent.__init_subclass__
  leaving Meta.__new__
  entering Meta.__init__
  leaving Meta.__init__
leaving MetaMeta.__call__

时序观察与核心疑问 #

从输出可以看到明显的时序偏差：Parent.__init_subclass__的执行是嵌套在Meta.__new__的流程内部完成的，也就是说这个方法触发时，Meta.__new__还未走完整个执行流程，后续的Meta.__init__也尚未开始运行。
围绕这个偏差，核心的疑问包括：

• 为什么Python（至少在Python 3.9版本的实现中）选择让Meta.__new__触发父类的__init_subclass__，而不是由外层的MetaMeta.__call__在__new__完全执行结束后再调用该方法？这种设计的原因是什么？
• 有没有办法在不编写自定义元类的前提下，在Parent类中实现一段逻辑，使其执行时机完全卡在Meta.__new__全部执行完成后、Meta.__init__开始执行前？
• 自己此前对Python类创建流程的理解是否存在根本性偏差？

已参考的关联主题 #

在梳理问题的过程中，已查阅以下相关资料，但均未找到针对当前时序设计原因的明确解答：

• Python3元类的调用顺序
• 元类的__new__与__init__方法参数
• Python官方文档中关于类创建自定义流程的说明
• 公开技术渠道关于该时序问题的历史工单与开发者邮件组讨论

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nonanon