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Python异常处理:创新展现异常信息

简介在日常开发中,我们的大部分时间都会花在阅读traceback模块信息以及调试代码上。本文我们将改进traceback模块,让其中的提示信息更加简洁准确。基于这一目的,我们将会自定义ExceptionHooks(异常处理钩子),用来去除traceback中的冗余信息,只留下解决报错所需的内容。此外,我还会介绍一些好用的第三方库,你可以直接使用其中的ExceptionHooks,来简化traceback模块。ExceptionHooks假如程序的异常信息没有被try/catch捕获到,python解

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    Python异常处理:创新展现异常信息

    简介

    在日常开发中,我们的大部分时间都会花在阅读traceback模块信息以及调试代码上。本文我们将改进traceback模块,让其中的提示信息更加简洁准确。

    基于这一目的,我们将会自定义Exception Hooks(异常处理钩子),用来去除traceback中的冗余信息,只留下解决报错所需的内容。此外,我还会介绍一些好用的第三方库,你可以直接使用其中的Exception Hooks,来简化traceback模块。

    Exception Hooks

    假如程序的异常信息没有被try/catch捕获到,python解释器就会调用sys.excepthook()函数,它会接收3个参数,分别是:type, value, traceback。这个函数也被称为Exception Hook,会输出程序的异常信息。

    我们来看看下面这个例子:

    import sys
    def exception_hook(exc_type, exc_value, tb):
     print('Traceback:')
     filename = tb.tb_frame.f_code.co_filename
     name = tb.tb_frame.f_code.co_name
     line_no = tb.tb_lineno
     print(f"File {filename} line {line_no}, in {name}")
     # Exception type 和 value
     print(f"{exc_type.__name__}, Message: {exc_value}")
    sys.excepthook = exception_hook

    在这个例子中,我们可以从traceback (tb)对象中获取到异常信息出现的位置,位置信息包括:文件名(f_code.co_filename),函数/模块名(f_code.co_name), 和行数(tb_lineno)。此外,我们可以使用exc_type和exc_value变量来获取异常信息的内容。

    当我们调用一个会产生错误的函数时,exception_hook会输出如下内容:

    def do_stuff():
     # 写一段会产生异常的代码
     raise ValueError("Some error message")
    do_stuff()
    # Traceback:
    # File /home/some/path/exception_hooks.py line 22, in 
    # ValueError, Message: Some error message

    上述例子提供了一部分异常信息,但要想获取调试代码所需的全部信息,并知道异常出现的时间及位置,我们还需要深入研究下traceback对象:

    def exception_hook(exc_type, exc_value, tb):
     local_vars = {}
     while tb:
     filename = tb.tb_frame.f_code.co_filename
     name = tb.tb_frame.f_code.co_name
     line_no = tb.tb_lineno
     print(f"File {filename} line {line_no}, in {name}")
     local_vars = tb.tb_frame.f_locals
     tb = tb.tb_next
     print(f"Local variables in top frame: {local_vars}")
    ...
    # File /home/some/path/exception_hooks.py line 41, in 
    # File /home/some/path/exception_hooks.py line 7, in do_stuff
    # Local variables in top frame: {'some_var': 'data'}

    由上面的例子可以看出,traceback对象(tb)本质上是一个链表 - 存储着所有出现的exceptions。因此可以使用tb_next对tb进行遍历,并打印每一个异常的信息。在此基础上,还可以使用tb_frame.f_locals属性将变量输出到console中,这有助于调试代码。

    使用traceback对象输出异常信息是可行的,但是比较麻烦,此外输出的信息可读性较差。更方便的做法是使用traceback模块,该模块内置了许多提取异常信息的辅助函数。

    目前我们已经介绍了Exception Hooks的基础知识,接下来我们可以自定义一个exception hooks,并加入一些实用的特性。

    自定义Exception Hooks

    1. 我们还可以让异常信息自动存入文件中,在之后调试代码的时候查看:
    LOG_FILE_PATH = "./some.log"
    FILE = open(LOG_FILE_PATH, mode="w")
    def exception_hook(exc_type, exc_value, tb):
     FILE.write("*** Exception: ***n")
     traceback.print_exc(file=FILE)
     FILE.write("n*** Traceback: ***n")
     traceback.print_tb(tb, file=FILE)
    # *** Exception: ***
    # NoneType: None
    #
    # *** Traceback: ***
    # File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 82, in 
    # do_stuff()
    # File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 7, in do_stuff
    # raise ValueError("Some error message")
    1. 异常信息默认会存储到stderr中,如果你想改变存储位置,可以这样做:
    import logging
    logging.basicConfig(
     level=logging.CRITICAL,
     format='[%(asctime)s] {%(pathname)s:%(lineno)d} %(levelname)s - %(message)s',
     datefmt='%H:%M:%S',
     stream=sys.stdout
    )
    def exception_hook(exc_type, exc_value, exc_traceback):
     logging.critical("Uncaught exception:", exc_info=(exc_type, exc_value, exc_traceback))
    # [17:28:33] {/home/some/path/exception_hooks.py:117} CRITICAL - Uncaught exception:
    # Traceback (most recent call last):
    # File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 122, in 
    # do_stuff()
    # File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 7, in do_stuff
    # raise ValueError("Some error message")
    # ValueError: Some error message
    1. 我们还可以给提示信息的某一部分设置颜色:
    # pip install colorama
    from colorama import init, Fore
    init(autoreset=True)# Reset the color after every print
    def exception_hook(exc_type, exc_value, tb):
     local_vars = {}
     while tb:
     filename = tb.tb_frame.f_code.co_filename
     name = tb.tb_frame.f_code.co_name
     line_no = tb.tb_lineno
     # Prepend desired color (e.g. RED) to line
     print(f"{Fore.RED}File {filename} line {line_no}, in {name}")
     local_vars = tb.tb_frame.f_locals
     tb = tb.tb_next
     print(f"{Fore.GREEN}Local variables in top frame: {local_vars}")

    除了上面介绍的例子,你还可以输出每一帧的局部变量,或者找到出现异常的行中所引用的变量。这些Exception Hooks已经很成熟了,相比于自定义Exception hooks,我建议你阅读下其他开发者的源码,学习下他们的设计思路。

    •  输出每一帧的局部变量[1]
    •  找到出现异常的行中所引用的变量[2]

    第三方库中的Exception Hooks

    自定义一个Exception Hook很有趣,但许多第三方库已经实现这一功能了。与其自己造轮子,不如看看其他优秀的工具。

    1. 首先,我个人最喜欢的是Rich,可以直接用pip进行安装,随后导入使用。如果你只想在一个例子中使用,可以这样做:python -m rich.traceback
    # https://rich.readthedocs.io/en/latest/traceback.html
    # pip install rich
    # python -m rich.traceback
    from rich.traceback import install
    install(show_locals=True)
    do_stuff()# Raises ValueError

    Python异常处理:创新展现异常信息

    1. better_exceptions也很受欢迎,我们需要先设置环境变量BETTER_EXCEPTIONS=1,再用pip安装。此外,如果你的TERM变量不是xterm,还要把SUPPORTS_COLOR设置为True。
    # https://github.com/Qix-/better-exceptions
    # pip install better_exceptions
    # export BETTER_EXCEPTIONS=1
    import better_exceptions
    better_exceptions.MAX_LENGTH = None
    # 检查你的 TERM 变量是否被设置为 `xterm`, 如果没有执行以下操作
    # See issue: https://github.com/Qix-/better-exceptions/issues/8
    better_exceptions.SUPPORTS_COLOR = True
    better_exceptions.hook()
    do_stuff()# Raises ValueError

    Python异常处理:创新展现异常信息

    1. 使用最方便的库是pretty_errors,只需导入即可:
    # https://github.com/onelivesleft/PrettyErrors/
    # pip install pretty_errors
    import pretty_errors
    # 如果你对默认配置满意的话,则无需修改
    pretty_errors.configure(
     filename_display= pretty_errors.FILENAME_EXTENDED,
     line_number_first = True,
     display_link= True,
     line_color= pretty_errors.RED + '> ' + pretty_errors.default_config.line_color,
     code_color= '' + pretty_errors.default_config.line_color,
     truncate_code = True,
     display_locals= True
    )
    do_stuff()

    除了直接导入外,上面的代码还显示了该库的一些可选配置。更多的配置可以查看这里:配置[3]

    Python异常处理:创新展现异常信息

    1. IPython的ultratb模块
    # https://ipython.readthedocs.io/en/stable/api/generated/IPython.core.ultratb.html
    # pip install ipython
    import IPython.core.ultratb
    # Also ColorTB, FormattedTB, ListTB, SyntaxTB
    sys.excepthook = IPython.core.ultratb.VerboseTB(color_scheme='Linux')# Other colors: NoColor, LightBG, Neutral
    do_stuff()

    Python异常处理:创新展现异常信息

    1. stackprinter库
    # https://github.com/cknd/stackprinter
    # pip install stackprinter
    import stackprinter
    stackprinter.set_excepthook(style='darkbg2')
    do_stuff()

    Python异常处理:创新展现异常信息

    结论

    本文我们学习了如何自定义Exception Hooks,但我更推荐使用第三方库。你可以在本文介绍的第三方库中任选一个喜欢的,用到项目中。需要注意的是使用自定义Exception Hooks可能会丢失某些关键信息,例如:本文中的某些例子中,输出中缺少文件路径,在远程调试代码这无疑很不方便,因此,需要谨慎使用。

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
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