一、Python中的异常栈跟踪

之前在做Java的时候,异常对象默认就包含stacktrace相关的信息,通过异常对象的相关方法printStackTrace()和getStackTrace()等方法就可以取到异常栈信息,能打印到log辅助调试或者做一些别的事情。但是到了Python,在2.x中,异常对象可以是任何对象,经常看到很多代码是直接raise一个字符串出来,因此就不能像Java那样方便的获取异常栈了,因为异常对象和异常栈是分开的。而多数Python语言的书籍上重点在于描述Python中如何构造异常对象和raise try except finally这些的使用,对调试程序起关键作用的stacktrace往往基本上不怎么涉及。

python中用于处理异常栈的模块是traceback模块,它提供了print_exception、format_exception等输出异常栈等常用的工具函数。

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`def` `func(a, b):``    ``return` `a ``/` `b``if` `__name__ ``=``=` `'__main__'``:``    ``import` `sys``    ``import` `traceback``    ``try``:``        ``func(``1``, ``0``)``    ``except` `Exception as e:``        ``print` `"print exc"``        ``traceback.print_exc(``file``=``sys.stdout)`

输出结果:

print exc
Traceback (most recent call last):
  File "./teststacktrace.py", line 7, in <module>
    func(1, 0)
  File "./teststacktrace.py", line 2, in func
    return a / b

其实traceback.print_exc()函数只是traceback.print_exception()函数的一个简写形式,而它们获取异常相关的数据都是通过sys.exc_info()函数得到的。

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`def` `func(a, b):``    ``return` `a ``/` `b``if` `__name__ ``=``=` `'__main__'``:``    ``import` `sys``    ``import` `traceback``    ``try``:``        ``func(``1``, ``0``)``    ``except` `Exception as e:``        ``print` `"print_exception()"``        ``exc_type, exc_value, exc_tb ``=` `sys.exc_info()``        ``print` `'the exc type is:'``, exc_type``        ``print` `'the exc value is:'``, exc_value``        ``print` `'the exc tb is:'``, exc_tb``        ``traceback.print_exception(exc_type, exc_value, exc_tb)`

输出结果:

print_exception()
the exc type is: <type 'exceptions.ZeroDivisionError'>
the exc value is: integer division or modulo by zero
the exc tb is: <traceback object at 0x104e7d4d0>
Traceback (most recent call last):
  File "./teststacktrace.py", line 7, in <module>
    func(1, 0)
  File "./teststacktrace.py", line 2, in func
    return a / b
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

sys.exc_info()返回的值是一个元组,其中第一个元素,exc_type是异常的对象类型,exc_value是异常的值,exc_tb是一个traceback对象,对象中包含出错的行数、位置等数据。然后通过print_exception函数对这些异常数据进行整理输出。

traceback模块提供了extract_tb函数来更加详细的解释traceback对象所包含的数据:

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def func(a, b):
    return a / b
if __name__ == '__main__':
    import sys
    import traceback
    try:
        func(1, 0)
    except:
        _, _, exc_tb = sys.exc_info()
        for filename, linenum, funcname, source in traceback.extract_tb(exc_tb):
            print "%-23s:%s '%s' in %s()" % (filename, linenum, source, funcname)

输出结果:

`samchimac:tracebacktest samchi$ python .``/``teststacktrace.py``.``/``teststacktrace.py    :``7` `'func(1, 0)'` `in` `<module>()``.``/``teststacktrace.py    :``2` `'return a / b'` `in` `func()`

二、使用cgitb来简化异常调试

如果平时开发喜欢基于log的方式来调试,那么可能经常去做这样的事情,在log里面发现异常之后,因为信息不足,那么会再去额外加一些debug log来把相关变量的值输出。调试完毕之后再把这些debug log去掉。其实没必要这么麻烦,Python库中提供了cgitb模块来帮助做这些事情,它能够输出异常上下文所有相关变量的信息,不必每次自己再去手动加debug log。

cgitb的使用简单的不能想象:

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`def` `func(a, b):``        ``return` `a ``/` `b``if` `__name__ ``=``=` `'__main__'``:``        ``import` `cgitb``        ``cgitb.enable(``format``=``'text'``)``        ``import` `sys``        ``import` `traceback``        ``func(``1``, ``0``)`

运行之后就会得到详细的数据:

`A problem occurred ``in` `a Python script.  Here ``is` `the sequence of``function calls leading up to the error, ``in` `the order they occurred.` ` ``/``Users``/``samchi``/``Documents``/``workspace``/``tracebacktest``/``teststacktrace.py ``in` `<module>()``    ``4`   `import` `cgitb``    ``5`   `cgitb.enable(``format``=``'text'``)``    ``6`   `import` `sys``    ``7`   `import` `traceback``    ``8`   `func(``1``, ``0``)``func ``=` `<function func>` ` ``/``Users``/``samchi``/``Documents``/``workspace``/``tracebacktest``/``teststacktrace.py ``in` `func(a``=``1``, b``=``0``)``    ``2`   `return` `a ``/` `b``    ``3` `if` `__name__ ``=``=` `'__main__'``:``    ``4`   `import` `cgitb``    ``5`   `cgitb.enable(``format``=``'text'``)``    ``6`   `import` `sys``a ``=` `1``b ``=` `0`

完全不必再去log.debug(“a=%d” % a)了,个人感觉cgitb在线上环境不适合使用,适合在开发的过程中进行调试,非常的方便。

也许你会问,cgitb为什么会这么屌?能获取这么详细的出错信息?其实它的工作原理同它的使用方式一样的简单,它只是覆盖了默认的sys.excepthook函数,sys.excepthook是一个默认的全局异常拦截器,可以尝试去自行对它修改:

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`def` `func(a, b):``        ``return` `a ``/` `b``def` `my_exception_handler(exc_type, exc_value, exc_tb):``        ``print` `"i caught the exception:"``, exc_type``        ``while` `exc_tb:``                ``print` `"the line no:"``, exc_tb.tb_lineno``                ``print` `"the frame locals:"``, exc_tb.tb_frame.f_locals``                ``exc_tb ``=` `exc_tb.tb_next`` ` `if` `__name__ ``=``=` `'__main__'``:``        ``import` `sys``        ``sys.excepthook ``=` `my_exception_handler``        ``import` `traceback``        ``func(``1``, ``0``)`

输出结果:

`i caught the exception: <``type` `'exceptions.ZeroDivisionError'``>``the line no: ``14``the frame ``locals``: {``'my_exception_handler'``: <function my_exception_handler at ``0x100e04aa0``>, ``'__builtins__'``: <module ``'__builtin__'` `(built``-``in``)>, ``'__file__'``: ``'./teststacktrace.py'``, ``'traceback'``: <module ``'traceback'` `from` `'/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/traceback.pyc'``>, ``'__package__'``: ``None``, ``'sys'``: <module ``'sys'` `(built``-``in``)>, ``'func'``: <function func at ``0x100e04320``>, ``'__name__'``: ``'__main__'``, ``'__doc__'``: ``None``}``the line no: ``2``the frame ``locals``: {``'a'``: ``1``, ``'b'``: ``0``}`

看到没有?没有什么神奇的东西,只是从stack frame对象中获取的相关变量的值。frame对象中还有很多神奇的属性,就不一一探索了。

三、使用logging模块来记录异常

在使用Java的时候,用log4j记录异常很简单,只要把Exception对象传递给log.error方法就可以了,但是在Python中就不行了,如果直接传递异常对象给log.error,那么只会在log里面出现一行异常对象的值。

在Python中正确的记录Log方式应该是这样的:

`logging.exception(ex)``logging.error(ex, exc_info``=``1``) ``# 指名输出栈踪迹, logging.exception的内部也是包了一层此做法``logging.critical(ex, exc_info``=``1``) ``# 更加严重的错误级别`