Python异常信息的不同展现方法总结

目录

• 简介
• Exception Hooks
• 自定义Exception Hooks
• 第三方库中的Exception Hooks
• 结论

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 <module>
# 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 <module>
# 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

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 <module>
#     do_stuff()
#   File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 7, in do_stuff
#     raise ValueError("Some error message")

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 <module>
#     do_stuff()
#   File "/home/some/path/exception_hooks.py", line 7, in do_stuff
#     raise ValueError("Some error message")
# ValueError: Some error message

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。

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

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

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]

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()

stackprinter库

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

do_stuff()

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。

到此这篇关于Python异常信息的不同展现方法总结的文章就介绍到这了,更多相关Python异常信息内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！