Python中的异常屏蔽？

Question

Python中的异常屏蔽？

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通常使用with语句打开文件，以避免文件句柄泄漏：

with open("myfile") as f:
    …

但是如果异常出现在open调用之间怎么办？在Python解释器中，open函数很可能不是一个原子指令，因此完全有可能在系统调用已经完成之后，open调用还没有完成时发生异步异常，比如KeyboardInterrupt。

传统处理方式（例如在POSIX信号中）是使用掩蔽机制：在被掩蔽的情况下，异常的传递被暂停直到它们后来被取消掩蔽。这样可以实现类似于open的操作具有原子性。Python中是否存在这样的原语呢？

[*] 有人可能会说对于KeyboardInterrupt来说并不重要，因为程序即将死亡，但并非所有程序都是如此。一个程序可能选择在顶层上捕获KeyboardInterrupt并继续执行，在这种情况下，泄漏的文件句柄可能随着时间的推移而增加。

- Rufflewind

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这是关于异常还是信号的问题？ - Paul

责任在于 open 要么成功，要么失败并整理好。你无需担心。 - David Heffernan

@DavidHeffernan：这对于“打开”可能很好，但这并没有真正回答如何以异常安全的方式实现类似操作的问题。 - Rufflewind

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你正在想象一个不存在的问题。 - David Heffernan

2个回答

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一些澄清：似乎在Python中不常使用异步异常。据我所知，标准库只记录了KeyboardInterrupt。其他库可以通过信号处理程序实现自己的异常，但我认为（或希望？）这不是一个常见的做法，因为异步异常非常棘手。

这里有一个天真的解决方案，它不会起作用：

try:
    handle = acquire_resource(…)
except BaseException as e:
    handle.release()
    raise e
else:
    with handle:
        …

异常处理部分仍然容易出现异常：在捕获异常之后但在release完成之前，可能会再次发生KeyboardInterrupt。
try语句结束和with语句开始之间还存在一个“间隙”，可能会出现异常。

我认为没有办法让它以这种方式工作。

从不同的角度思考，似乎异步异常唯一可能出现的方式是通过信号。如果这是真的，可以像@AnandSKumar建议的那样屏蔽它们。然而，屏蔽不是可移植的，因为它需要pthread。

尽管如此，我们可以通过一些诡计来伪造屏蔽：

def masking_handler(queue, prev_handler):
    def handler(*args):
        queue.append(lambda: prev_handler[0](*args))
    return handler

mask_stack = []

def mask():
    queue = []
    prev_handler = []
    new_handler = masking_handler(queue, prev_handler)
    # swap out the signal handler with our own
    prev_handler[0] = signal.signal(signal.SIGINT, new_handler)
    mask_stack.append((prev_handler[0], queue))

def unmask():
    prev_handler, queue = mask_stack.pop()
    # restore the original signal handler
    signal.signal(signal.SIGINT, prev_handler)
    # the remaining part may never occur if a signal happens right now
    # but that's fine
    for event in queue:
        event()

mask()
with acquire_resource(…) as handle:
    unmask()
    …

如果我们只关心SIGINT，那么这将起作用。不幸的是，对于多个信号，它会崩溃，不仅因为我们不知道哪些信号正在被处理，而且因为我们无法原子地交换多个信号！

- Rufflewind

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可以查看英文原文，
原文链接

- Anand S Kumar · Accepted Answer

我认为不可能掩盖exceptions，你可以掩盖signals，但无法掩盖exceptions。在您的情况下，当引发signal.SIGINT（即Ctrl + C）时，会引发KeyboardInterrupt异常。

不可能掩盖Exceptions，因为这没有意义，对吧？假设您正在执行open('file','r')，但是file不存在，这将导致open函数抛出IOError异常，我们不应该能够掩盖这些类型的异常。在上述情况下，由于文件不存在，因此无法完成打开操作，因此掩盖它是没有意义的。

exceptions - 需要特殊处理的异常或异常情况

对于KeyboardInterrupt异常，情况有所不同，因为正如我所说，实际上是一个signal引起了KeyboardInterrupt异常的发生。

从Python 3.3开始，您只能在Unix中使用函数signal.pthread_sigmask [参考文献]来屏蔽信号。

为此，您需要将上下文表达式移动到不同的块中，以便我们可以执行类似于屏蔽信号、运行上下文表达式以获取上下文管理器，然后取消屏蔽信号的操作，示例代码如下（请注意，我个人未测试此代码）：

import signal
signal.pthread_sigmask(signal.SIG_BLOCK,[signal.SIGINT])
with <context expression> as variable:  # in your case ,open('filename','r')

    signal.pthread_sigmask(signal.SIG_UNBLOCK,[signal.SIGINT])
...