如何在Pydantic中实现类级别字段的不可变性

from pydantic import BaseModel, Field

class ImmutableInstanceModel(BaseModel):
    name: str = Field(default="我的名字")
    age: int = Field(default=25)

    class Config:
        # 设置为False，禁止实例字段在创建后被修改
        allow_mutation = False

# 创建一个模型实例
my_model = ImmutableInstanceModel()

print(f"初始年龄: {my_model.age}")

# 尝试修改实例字段
try:
    my_model.age = 30
except TypeError as e:
    print(f"尝试修改实例字段失败: {e}")

print(f"修改尝试后的年龄: {my_model.age}")

初始年龄: 25
尝试修改实例字段失败: "ImmutableInstanceModel" is immutable and does not support item assignment
修改尝试后的年龄: 25

from pydantic import BaseModel

class MutableClassModel(BaseModel):
    _class_name: str = "默认类名" # 这是一个类属性
    _version: int = 1

    class Config:
        allow_mutation = False # 对类属性无效

print(f"初始类名: {MutableClassModel._class_name}")
print(f"初始版本: {MutableClassModel._version}")

# 直接修改类属性
MutableClassModel._class_name = "新类名"
MutableClassModel._version = 2

print(f"修改后的类名: {MutableClassModel._class_name}")
print(f"修改后的版本: {MutableClassModel._version}")

初始类名: 默认类名
初始版本: 1
修改后的类名: 新类名
修改后的版本: 2

from pydantic import BaseModel, Field
from pydantic.main import ModelMetaclass

class ImmutableClassMeta(ModelMetaclass):
    """
    自定义元类，用于实现Pydantic模型类级别字段的不可变性。
    """
    # 定义需要保护的类属性列表
    IMMUTABLE_CLASS_ATTRS = ['_internal_id', '_status']

    def __setattr__(cls, name, value):
        """
        拦截对类属性的设置操作。
        cls: 正在被修改的类本身（例如：TrulyImmutableModel）
        name: 尝试设置的属性名
        value: 尝试设置的属性值
        """
        # 只有当属性已经存在于类上，并且该属性被标记为不可变时，才阻止修改
        if hasattr(cls, name) and name in cls.IMMUTABLE_CLASS_ATTRS:
            raise AttributeError(f"无法修改类属性 '{name}'，它被标记为不可变。")

        # 否则，调用父类（ModelMetaclass）的__setattr__方法正常设置属性
        super().__setattr__(cls, name, value)

class TrulyImmutableModel(BaseModel, metaclass=ImmutableClassMeta):
    """
    一个使用自定义元类实现类级别不可变性的Pydantic模型。
    """
    _internal_id: str = 'SYS_ID_001' # 类属性，通过元类保护
    _status: str = 'ACTIVE'       # 类属性，通过元类保护

    instance_field_name: str = Field(default="实例名称") # 实例字段
    instance_field_age: int = Field(default=30)         # 实例字段

    class Config:
        # 保护实例字段的不可变性
        allow_mutation = False

# --- 验证实例字段的不可变性 ---
print("\n--- 验证实例字段不可变性 ---")
m = TrulyImmutableModel()
print(f"初始实例名称: {m.instance_field_name}")

try:
    m.instance_field_name = '新实例名称'
except TypeError as e:
    print(f"尝试修改实例字段失败: {e}")
print(f"修改尝试后的实例名称: {m.instance_field_name}")

# --- 验证类级别字段的不可变性 ---
print("\n--- 验证类级别字段不可变性 ---")
print(f"初始类内部ID: {TrulyImmutableModel._internal_id}")
print(f"初始类状态: {TrulyImmutableModel._status}")

# 尝试修改受保护的类属性
try:
    TrulyImmutableModel._internal_id = 'NEW_SYS_ID_002'
except AttributeError as e:
    print(f"尝试修改类属性失败: {e}")

try:
    TrulyImmutableModel._status = 'INACTIVE'
except AttributeError as e:
    print(f"尝试修改类属性失败: {e}")

# 尝试修改未受保护的类属性（如果存在）
# TrulyImmutableModel.new_class_attr = "可修改" # 这个操作不会被ImmutableClassMeta阻止
# print(f"新类属性: {TrulyImmutableModel.new_class_attr}")

print(f"修改尝试后的类内部ID: {TrulyImmutableModel._internal_id}")
print(f"修改尝试后的类状态: {TrulyImmutableModel._status}")

--- 验证实例字段不可变性 ---
初始实例名称: 实例名称
尝试修改实例字段失败: "TrulyImmutableModel" is immutable and does not support item assignment
修改尝试后的实例名称: 实例名称

--- 验证类级别字段不可变性 ---
初始类内部ID: SYS_ID_001
初始类状态: ACTIVE
尝试修改类属性失败: 无法修改类属性 '_internal_id'，它被标记为不可变。
尝试修改类属性失败: 无法修改类属性 '_status'，它被标记为不可变。
修改尝试后的类内部ID: SYS_ID_001
修改尝试后的类状态: ACTIVE