Python中的“内部异常”（带有回溯信息）是什么？

Question

我曾经主要使用C#编程，最近才开始学习Python。当出现异常时，我通常会将其包装在另一个异常中，以添加更多信息，同时仍然显示完整的堆栈跟踪。在C#中很容易实现，但在Python中该如何处理呢？

例如，在C#中，我会这样做：

try
{
  ProcessFile(filePath);
}
catch (Exception ex)
{
  throw new ApplicationException("Failed to process file " + filePath, ex);
}

在Python中我可以做类似的事情：

try:
  ProcessFile(filePath)
except Exception as e:
  raise Exception('Failed to process file ' + filePath, e)

...但这会导致内部异常的回溯信息丢失！

编辑：我想看到两个异常消息和两个堆栈跟踪，然后将它们关联起来。也就是说，我希望在输出中看到异常X发生在这里，然后异常Y发生在那里，就像在C#中一样。这在Python 2.6中是否可行？目前看起来我能做的最好的（基于Glenn Maynard的答案）是：

try:
  ProcessFile(filePath)
except Exception as e:
  raise Exception('Failed to process file' + filePath, e), None, sys.exc_info()[2]

这包括消息和跟踪信息，但不显示哪个异常在跟踪信息中的哪个位置发生。

- EMP

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已被接受的答案已经有些过时了，也许您应该考虑接受另一个答案。 - Russia Must Remove Putin

很遗憾，@AaronHall，自2015年以来我们没有看到过OP。 - Antti Haapala -- Слава Україні

如果我不想要外部跟踪信息怎么办？包装器只是为了添加更多信息，我不想在异常输出中混杂着（完美运行的）包装器代码的跟踪信息！ - stam

Answer 1

Python 3

在Python 3中，您可以执行以下操作：

try:
    raise MyExceptionToBeWrapped("I have twisted my ankle")

except MyExceptionToBeWrapped as e:

    raise MyWrapperException("I'm not in a good shape") from e

这将产生类似于这样的东西：

   Traceback (most recent call last):
   ...
   MyExceptionToBeWrapped: ("I have twisted my ankle")

The above exception was the direct cause of the following exception:

   Traceback (most recent call last):
   ...
   MyWrapperException: ("I'm not in a good shape")

- Alexei Tenitski

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在Python 3中，“raise ... from ...”确实是正确的做法。这需要更多的赞同。 - Nakedible

“Nakedible” 我认为这是因为不幸的是大多数人仍然没有使用 Python 3。 - Tim Ludwinski

有没有一种替代语法可以在Python 3下实现相同的行为，但也可以包含在Python 2 + 3兼容的代码库中（在Python 2下不会导致“SyntaxError”）？ - ogrisel

您可以使用future包来实现此操作：http://python-future.org/compatible_idioms.html#raising-exceptions。 例如:from future.utils import raise_和raise_(ValueError, None, sys.exc_info()[2])。 - jtpereyda

在使用“raise... from...”语法抛出异常后，我该如何在catch子句中获取这个“内部”异常？ - ed22

Answer 2

Python 2

方法很简单：将 traceback 作为第三个参数传递给 raise。

import sys
class MyException(Exception): pass

try:
    raise TypeError("test")
except TypeError, e:
    raise MyException(), None, sys.exc_info()[2]

当捕获一个异常并重新抛出另一个异常时，始终要这样做。

- Glenn Maynard

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谢谢。这样可以保留回溯信息，但会丢失原始异常的错误消息。我怎样才能看到两个消息和两个回溯信息？ - EMP

raise MyException(str(e)), ...等代码片段意为抛出一个包含错误信息的自定义异常。 - Glenn Maynard

Python 3 新增了 raise E() from tb 和 .with_traceback(...)。 - Dima Tisnek

@GlennMaynard 这是一个相当古老的问题，但raise语句中的中间参数是要传递给异常的值（如果第一个参数是异常类而不是实例的情况下）。因此，如果您想交换异常，而不是使用raise MyException(str(e)), None, sys.exc_info()[2]''，最好使用这个：raise MyException，e.args，sys.exc_info()[2]``。 - bgusach

使用 future 包可以实现 Python2 和 Python3 兼容的方法：http://python-future.org/compatible_idioms.html#raising-exceptions，例如，`from future.utils import raise_和raise_(ValueError, None, sys.exc_info()[2])`。 - jtpereyda

Answer 3

Python 3引入了raise ... from从句来链接异常。Glenn的回答对于Python 2.7非常好，但它只使用原始异常的回溯信息并丢弃错误消息和其他细节。以下是一些Python 2.7示例，它们将当前作用域中的上下文信息添加到原始异常的错误消息中，但保留其他细节。

已知异常类型

try:
    sock_common = xmlrpclib.ServerProxy(rpc_url+'/common')
    self.user_id = sock_common.login(self.dbname, username, self.pwd)
except IOError:
    _, ex, traceback = sys.exc_info()
    message = "Connecting to '%s': %s." % (config['connection'],
                                           ex.strerror)
    raise IOError, (ex.errno, message), traceback

这种raise语句的味道将异常类型作为第一个表达式，异常类构造函数参数作为第二个表达式的元组，以及回溯作为第三个表达式。如果您使用的是早于Python 2.2的版本，请参阅sys.exc_info()上的警告。

任何异常类型

这是另一个更通用的示例，如果您不知道代码可能需要捕获什么样的异常，则可以使用它。缺点是它会丢失异常类型并只引发一个RuntimeError。您必须导入traceback模块。

except Exception:
    extype, ex, tb = sys.exc_info()
    formatted = traceback.format_exception_only(extype, ex)[-1]
    message = "Importing row %d, %s" % (rownum, formatted)
    raise RuntimeError, message, tb

修改消息

如果异常类型允许您添加上下文信息，则可以选择另一种选项。您可以修改异常的消息，然后重新引发它。

import subprocess

try:
    final_args = ['lsx', '/home']
    s = subprocess.check_output(final_args)
except OSError as ex:
    ex.strerror += ' for command {}'.format(final_args)
    raise

这将生成以下堆栈跟踪：

Traceback (most recent call last):
  File "/mnt/data/don/workspace/scratch/scratch.py", line 5, in <module>
    s = subprocess.check_output(final_args)
  File "/usr/lib/python2.7/subprocess.py", line 566, in check_output
    process = Popen(stdout=PIPE, *popenargs, **kwargs)
  File "/usr/lib/python2.7/subprocess.py", line 710, in __init__
    errread, errwrite)
  File "/usr/lib/python2.7/subprocess.py", line 1327, in _execute_child
    raise child_exception
OSError: [Errno 2] No such file or directory for command ['lsx', '/home']

你可以看到它显示了调用check_output()的代码行，但异常信息现在包括命令行。

- Don Kirkby

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ex.strerror 是从哪里来的？我在 Python 文档中找不到任何相关信息。难道不应该是 str(ex) 吗？ - Henrik Heimbuerger

IOError 是从 EnvironmentError 派生而来，提供了 errorno 和 strerror 属性。 - Don Kirkby

我该如何通过捕获Exception将任意Error（例如ValueError）包装成RuntimeError？如果我按照您的答案进行操作，堆栈跟踪将丢失。 - Kalle Richter

我不确定你在问什么，@karl。你能否在一个新的问题中发布一个示例，然后从这里链接到它？ - Don Kirkby

我编辑了我的问题副本，位于http://stackoverflow.com/questions/23157766/nested-causes-in-nested-exceptions-in-python/，并加入了一个澄清，直接考虑了你的答案。我们应该在那里讨论 :) - Kalle Richter

我明白，@karl，你想要像Java中的链接异常一样获取两个堆栈跟踪的详细信息。我不知道在Python 2中有什么方法可以做到这一点，但是阿列克谢的答案似乎涵盖了如何在Python 3中实现它的内容。 - Don Kirkby

Answer 4

在 Python 3.x 中：

raise Exception('Failed to process file ' + filePath).with_traceback(e.__traceback__)

或者只是简单的

except Exception:
    raise MyException()

如果未被处理，它将传播MyException但打印两个异常。

在 Python 2.x 中：

raise Exception, 'Failed to process file ' + filePath, e

你可以通过删除__context__属性来防止打印两个异常。在这里，我使用上述方法编写了一个上下文管理器，以便在运行时捕获并更改你的异常: （有关它们如何工作的解释，请参见http://docs.python.org/3.1/library/stdtypes.html）。

try: # Wrap the whole program into the block that will kill __context__.

    class Catcher(Exception):
        '''This context manager reraises an exception under a different name.'''

        def __init__(self, name):
            super().__init__('Failed to process code in {!r}'.format(name))

        def __enter__(self):
            return self

        def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
            if exc_type is not None:
                self.__traceback__ = exc_tb
                raise self

    ...


    with Catcher('class definition'):
        class a:
            def spam(self):
                # not really pass, but you get the idea
                pass

            lut = [1,
                   3,
                   17,
                   [12,34],
                   5,
                   _spam]


        assert a().lut[-1] == a.spam

    ...


except Catcher as e:
    e.__context__ = None
    raise

- ilya n.

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类型错误：抛出异常：第三个参数必须是traceback或者为None。 - Glenn Maynard

抱歉，我犯了一个错误，不知何故我以为它还可以自动接受异常并获取它们的回溯属性。根据http://docs.python.org/3.1/reference/simple_stmts.html#the-raise-statement，应该是e.__traceback__。 - ilya n.

@ilyan：Python 2没有e.__traceback__属性！ - Jan Hudec

Answer 5

我认为在Python 2.x中你不能这样做，但类似于此功能的东西是Python 3的一部分。来自PEP 3134：

在当前的Python实现中，异常由三部分组成：类型、值和回溯信息。'sys'模块将当前异常以三个并行变量ex_type、ex_value和ex_traceback公开，sys.exc_info()函数返回这三个部分的元组，并且'raise'语句具有接受这三个部分的三参数形式。经常需要同时传递这三个内容来操作异常，这可能很繁琐且容易出错。此外，'except'语句只能访问值，而无法访问回溯信息。向异常值添加'traceback'属性可以使所有异常信息从单个位置访问。

与C＃的比较：

在C#中，异常包含一个只读的“InnerException”属性，该属性可能指向另一个异常。它的文档[10]表示：“当异常X作为先前异常Y的直接结果抛出时，X的InnerException属性应包含对Y的引用。”该属性不是由VM自动设置的；而是所有异常构造函数都需要一个可选的'innerException'参数来显式设置它。'cause'属性实现了与InnerException相同的目的，但是这个PEP提议一种新的'raise'形式，而不是扩展所有异常的构造函数。Java、Ruby和Perl 5也不支持这种类型的东西。再次引用：

关于其他编程语言，Java和Ruby在'catch'/'rescue'或'finally'/'ensure'从句中发生另一个异常时都会丢弃原始异常。Perl 5缺乏内置的结构化异常处理。对于Perl 6，RFC编号88 [9]提出了一种异常机制，它会隐式地将链接的异常保留在名为@@的数组中。

- ire_and_curses

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然而，在Perl5中，您当然可以只说“confess qq{OH NOES！$@}”而不会丢失其他异常的堆栈跟踪。或者您可以实现自己的类型以保留异常。 - jrockway

这个过时了吗？你可以使用 except Exception as err: 然后 raise WhateverError('failed while processing ' + x) from err，这样 "innerException" 就是 from 的东西，对吗？ - doug65536

@doug65536 这是关于Python 2与Python 3的最新信息。 - Queeg

Answer 6

为了在Python 2和3之间实现最大的兼容性，您可以使用six库中的raise_from。这是您的示例（稍作修改以提高清晰度）：https://six.readthedocs.io/#six.raise_from。

import six

try:
  ProcessFile(filePath)
except Exception as e:
  six.raise_from(IOError('Failed to process file ' + repr(filePath)), e)

- LexH

Answer 7

您可以使用我的CausedException类来链接Python 2.x中的异常（即使在Python 3中，如果您想将多个捕获的异常作为原因提供给新引发的异常，它也很有用）。也许它可以帮助您。

- Alfe

Answer 8

也许你可以获取相关信息并向上传递？我的想法是这样的：

import traceback
import sys
import StringIO

class ApplicationError:
    def __init__(self, value, e):
        s = StringIO.StringIO()
        traceback.print_exc(file=s)
        self.value = (value, s.getvalue())

    def __str__(self):
        return repr(self.value)

try:
    try:
        a = 1/0
    except Exception, e:
        raise ApplicationError("Failed to process file", e)
except Exception, e:
    print e

- brool

Answer 9

假设:

• 您需要一个适用于Python 2的解决方案（仅对于纯Python 3，请参见raise ... from解决方案）
• 只是想丰富错误消息，例如提供一些附加上下文
• 需要完整的堆栈跟踪

您可以使用来自文档https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html#raising-exceptions的简单解决方案：

try:
    raise NameError('HiThere')
except NameError:
    print 'An exception flew by!' # print or log, provide details about context
    raise # reraise the original exception, keeping full stack trace

输出结果:

An exception flew by!
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in ?
NameError: HiThere

看起来关键的部分是独立出现的简化的“raise”关键字。这将在except块中重新引发异常。

- atreat

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这是兼容Python 2和3的解决方案！谢谢！ - Andy Chase

我认为这个想法是引发不同类型的异常。 - Tim Ludwinski

这不是嵌套异常的链，只是重新引发一个异常。 - Kalle Richter

这是最好的Python 2解决方案，如果您只需要丰富异常消息并拥有完整的堆栈跟踪！ - geekQ

使用 raise 和 raise from 有什么区别？ - variable

输出结果会发送到标准输出(stdout)。如何使用logging记录这个追踪信息呢？ - Prashanth Pradeep