在 Flask 中測試 atexit 官方文件的註解(Note)

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前言

寫程式不管在哪個情境都會需要處理錯誤訊息,除了程式以外語言本身也需要這樣的功能,因此 python 就提供了一個標準函式庫 - atexit,這名字從 C 語言時態就存在的一個工具,主要是監聽程式當收到關閉請求時,可以先跳至已註冊的函式中先處理掉一些事情後再接著關閉服務,這個做法被稱為 Exit Handler,主要就是當程式收到關閉的訊號時最後會進入的函式們,一般較常見的會放上關閉資料庫連線釋放記憶體備份 cache 等等的功能,如此一來就能降低問題的產生,讓服務能夠可平滑的關閉、重啟。

不管使用 python 寫 腳本後端爬蟲 都可以使用 atexit 來處理例外錯誤,而我在 flask 中使用時與官方記載的註解有點不同,本篇就介紹一下 atexit 以及使用中不同的部分吧!

atexit 介紹

atexit 有記載在官方文件中,在 stackoverflow 中也有提及,文件中說明這個模組(Module)可以去定義 函式們(functions) 去註冊反註冊清除函式,並且它的優先權會在程序終止之上。開發者需預先在程式中註冊中事件(Event),若同時註冊多個事件時,順序則是反向執行,舉例來說,當前註冊 A、B、C 三個事件,當程序意外終止時,執行的順序則會是 C、B、A,推測會反執行的原因是模組將註冊事件放進一個暫時 堆疊(stack) 中,當觸發後就會照著堆疊的方式去執行,若還是不懂可參考

官方中有記載:

Note: The functions registered via this module are not called when the program is killed by a signal not handled by Python, when a Python fatal internal error is detected, or when os._exit() is called.

當遇到以下事件時無法觸發:

  • 被外部清除程序,而 python 無法 handle
  • Python 內部錯誤
  • 執行到 os_exit()

不過除了第二項以外目前都會觸發 flask 中註冊的 atexit,以下就介紹一下如何在 flask 上使用並實測。

實測

建立一個 app.py 然後貼下以下程式碼:

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import os
from time import sleep
from flask imporㄓt Flask
import atexit

app = Flask(__name__)


@atexit.register
def shutdown():
print('----------------------------------')
print("Ready to close...")
sleep(1)
print("You can doing some action in here.")
print('----------------------------------')


@app.route('/')
def hello():
return 'Hi'


@app.route('/user/<username>')
def user(username):
if username == 'Tom':
return f'Hello {username}'
else:
print('I will use OS EXIT!! Hahahaha')
os._exit(0)


if __name__ == '__main__':
app.run(host='0.0.0.0', port=5000, debug=True)

以下就帶幾個範例並且實測無法觸發的事件。

範例一 - 外部清除

這裡使用 ps aux | grep python 以及 kill -9 PID 來實測。

首先執行程式 python app.py:


接著使用 ps aux | grep python 找出我們的程序,以下圖例子而言,第一段第三段是我們執行 app.py 這個檔案相關的程序,在 nijia 這個使用者後面接的數字就是 PID(13642 & 13641):


刪除不同的 PID 會有不同的結果 

刪除第一個 PID - 13642

使用 kill -9 13642 時刪除它會觸發 atexit:

具體原因是因為刪除的事 app.py 本身而不是對於 python app.py 這整件事,也由於不是針對 python 本身處理,因此會觸發 exit handler 也是合情合理。

刪除第二個 PID - 13641

若是照步驟來這部分可能已經沒有 PID,需要再重新執行一次程式。

一樣使用 kill -9 13641 會得到如下圖所示:

在這個實測中他不會觸發 exit handler,因為它刪除了 python app.py 的執行程序,也因為連同 python 的處理程序也一併刪除讓 python 無法觸發事件導致沒有 exit handler。

在這個例子中就體驗到官方文件說的:「when the program is killed by a signal not handled by Python,」

範例二 - 使用 os._exit(0)

在一開始的程式碼中我已加入 @app.route('/user/<username>') 這個路由,若帶入 username 不等於 Tom 實則會使用 ox._exit(0)

這裡一樣先執行 python app.py,這邊可以使用 Postman、curl 都行,而我是使用 Python Command 搭配 requests 來測試,在呼叫 http://localhost:5000/user/Amy 後會收到出錯訊息:

這裡一樣有觸發到 exit handler,推測在範例中應該是被 flask 攔截下來才導致有觸發到。

Event 3 - Exit Handler Function Trigger Reverse

def shutdown() 下面直接加上以下的 code:

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@atexit.register
def shutdown2():
print('--------------Second start-------------')
sleep(1)
print('--------------Second end---------------')


@atexit.register
def shutdown3():
print('-----------Third Start-----------------')
sleep(1)
print('-----------Third end-------------------')

直接多註冊兩個 atexit 的函式,接著一樣執行 python app.py 後可以透過 python command 下一個錯誤 username 的路由觸發 graceful shutdown:

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r = requests.get('http://localhost:5000/user/amy')

實測結果 atexit 果真是會倒轉著執行 function,如堆疊(stack)般的一個一個拿出:

結論

使用 atexit 可以在 python 中簡單的實現 Exit Handler,需要注意的是若在 atexit 中一樣需要 try catch 去抓取錯誤以及設定時間長度(太久了一樣要關閉),畢竟需要透過這個機制去降低重開/關閉成本,希望能藉由這個機制讓各位的服務們可以安全下莊重新上功能 🙂。

後續

在寫這篇時感覺 atexit 這個 exit handler 比較屬於 Graceful Shutdown(GS) 的一環,但硬是把它說成是 GS 好像又有點奇怪,因為 GS 在其他語言中都會收到 signal 的訊號後才開始處理事件,而 python 這邊找到的資源中較多都是自己寫 class 來做 signal 的管控(沒套件),因此在本篇的實作上就比較屬於 exit handler 的實驗與測試。

參考

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