クラス変数を複数のモジュールで共有するには

Question

実現したいこと

あるクラスのクラス変数に、そのクラスが属しているモジュールからだけでなく他のモジュールからもアクセスしたい。

前提

クラス変数にはそのクラス内のメソッドを介して書き込み、読出しを行ない、クラスの外からは直接クラス変数にアクセスしないようにしています。
最終的にはクラス変数に＿＿を付けて外部から隠蔽する予定です。

複数のモジュールで構成されているシステムで、どのモジュールからもクラス変数を読み書きできるようにするにはどうすればよいのでしょうか。特別な書き方があるのでしょうか。よろしくご教示ください。

発生している問題・エラーメッセージ

クラスが属しているモジュール（モジュール１）の中でだけクラス変数を読み書きしたときは、クラス変数が共有され書き換えた内容が保持されています。
しかしその書き換えたクラス変数を他のモジュール（モジュール２）から読み出すとクラス変数は書き換えられておらず定義した時の初期値のままになっています。
逆にモジュール２からクラス変数を書き換えた場合、モジュール２およびクラスが属するモジュール１のどちらでで読み出してもクラス変数が正しく書き換わっています。

とくにエラーメッセージは出ていません

該当のソースコード

以下の二つのモジュール作り、それぞれ実行した

コード
```# モジュール１（module_1.py　クラスが属するモジュール）
import module_2 as md2

class Cls1:
    s = ['A', 'B']              # クラス変数

    def read_1(self):           # クラス変数をmodule_1で読む
        print(Cls1.s)
        # print(self.__class__.s)

    def wr_1(self, i, d):       # クラス変数を書き換える
        Cls1.s[i] = d
        # self.__class__.s[i] = d

if __name__ == '__main__':
    c1 = Cls1()

    c1.read_1()            # module_1で読む：結果['A', 'B']初期値
    md2.read_2()           # module_2で読む：結果['A', 'B']初期値

    c1.wr_1(0, 'a')        # module_1でクラス変数を書き換え
    c1.read_1()            # module_1で読む：結果['a', 'B']書き換えOK
    md2.read_2()           # module_2で読む：結果['A', 'B']共有NG


# モジュール２（module_2.py　クラス変数とは別のモジュール）
import module_1 as md1

def read_2():             # クラス変数をmodule_2で読む
    print(md1.Cls1.s)
    # c1 = md1.Cls1()
    # print(c1.__class__.s)

if __name__ == '__main__':
    c1 = md1.Cls1()

    c1.read_1()           # module_1で読む：結果['A', 'B']初期値
    read_2()              # module_2で読む：結果['A', 'B']初期値

    c1.wr_1(1, 'b')       # module_2からmodule_1のクラス変数を書換え
    c1.read_1()           # module_1で読む：結果['A', 'b']書換えOK
    read_2()              # module_2で読む：結果['A', 'b']共有OK

試したこと

上記のソースコードのモジュール１を実行すると、変数を書き換えた後に読み出したクラス変数がモジュール1とモジュール2で違う。モジュール１で読むとクラス変数は書き換わっているのに、モジュール２で読むと初期値のままである。

ところがモジュール２を実行してモジュール２からモジュール１のクラス変数を書き換えると、モジュール１、モジュール２のどちらで読んでもクラス変数はちゃんと書き換わっている。

上記のほかに以下のことを試しました。
Ａ．クラスのメソッドをクラスメソッドに変えても結果は同じでした。
Ｂ．クラスのインスタンス経由でメソッドを呼んだときにメソッド内でコメントアウトしてあるように
self.class.s
の形式で書き換え、読出しを行なっても結果は同じでした。
Ｃ．全く別のモジュールにクラスを作り、その中にクラス変数だけを入れ、モジュール１とモジュール２からアクセスすると共有が正常に行われました。
ただこれではグローバル変数と同じで、クラス変数として置く意味がないように思います。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

とくにありません### ヘディングのテキスト

Answer 1

pyhton module_1.py

と実行すると、まず module_1.py が __main__ という名前のモジュールとして読み込まれます
その中の import文の作用で module_2.py が module_2 という名前のモジュールとして読み込まれます
その中の import文の作用で module_1.py が module_1 という名前のモジュールとしてまた読み込まれます

つまり、これによって、__main__.Cls1 と module_1.Cls1 が、違うクラスとして存在することになります

---

一方で

pyhton module_2.py

と実行すると、まず module_2.py が __main__ という名前のモジュールとして読み込まれます
その中の import文の作用で module_1.py が module_1 という名前のモジュールとして読み込まれます
その中の import文の作用で module_2.py が module_2 という名前のモジュールとしてまた読み込まれますが一切使われません

これが挙動の差異の原因です

対処は循環参照を入れない、つまり実行するファイルを別の場所からimportするのを避けることです

Comments

[T_Kamiya]

＞module_1.py が __main__ という名前のモジュールとして読み込まれます
このことは全く知りませんでした。てっきりmodule_1という名前のモジュールだと思っていました。
この結果として
＞__main__.Cls1 と module_1.Cls1 が、違うクラスとして存在する
こともよくわかりました。
別のモジュールから実行するようにしたところクラス変数にmodulle_1、module_2のどちらからアクセスしても共有が問題なくできることが確認できました。
問題の原因が分かって解決でき、大変勉強になり感謝しています。
ありがとうございました。

[quickquip]

これ、「そのようには教わらない」だけで知らないということはないはずなのですよ。
if __name__ == '__main__': というイディオムだけ教えられていて、なぜこれが成立するのか? は置き去りにされているという話なのです。

Answer 2

回答ではないのですが、なぜ、module_1.py で値が共有されないかについてです。

クラス定義そのものも、pythonのオブジェクトであり、クラス変数はそのオブジェクトに所属します。オブジェクトは読み込んだ場所(名前空間)によってことなるので、クラス定義が複数できる場合があります。

module_1と module_2 の適切な場所で「print( md1.Cls1) 」などとしてみると、どのようなオブジェクトが存在するかがわかるでしょう。

これが原因ですが、複数のモジュールから同じクラスオブジェクトにアクセスする方法についてはわかりません。(回答でない理由です)
そのようにしたいのが実用的な理由なのであれば、自分であればクラス変数以外のもっと確かな方法を採ります。

参考資料
https://docs.python.org/ja/3/tutorial/classes.html#classes

Comments

[T_Kamiya]

＞オブジェクトは読み込んだ場所(名前空間)によってことなるので、クラス定義が複数できる場合があります
このことについてquickquipさんからもご指摘いただき、実行しようとするモジュールをmodule_1、module_2とは別に設けることでクラス定義が２つできることが回避でき問題が解決しました。
ご教示ありがとうございました。