Запустить асинхронную функцию внутри нового потока

События

Еще одним способом коммуникации между объектами являются события. Экземпляры класса threading.Event могут быть использованы для передачи информации о наступлении некоторого события от одного потока одному или нескольким другим потокам. Объекты-события имеют внутренний флаг, который может находиться в установленном или сброшенном состоянии. При своем создании флаг события находится в сброшенном состоянии. Если флаг в установленном состоянии, ожидания не происходит: поток, вызвавший метод wait() для ожидания события, просто продолжает свою работу. Ниже приведены методы экземпляров класса threading.Event:

• set() Устанавливает внутренний флаг, сигнализирующий о наступлении события. Все ждущие данного события потоки выходят из состояния ожидания.
• clear() Сбрасывает флаг. Все события, которые вызывают метод wait() этого объекта-события, будут находиться в состоянии ожидания до тех пор, пока флаг сброшен, или по истечении заданного таймаута.
• isSet() Возвращает состояние флага.
• wait() Переводит поток в состояние ожидания, если флаг сброшен, и сразу возвращается, если флаг установлен. Аргумент timeout задает таймаут в секундах, по истечении которого ожидание прекращается, даже если событие не наступило.

Проблемы с производительностью

Исключения имеют свою небольшую цену производительности. Они увеличивают размер вашего исполняемого файла и также могут заставить его выполняться медленнее из-за дополнительной проверки, которая должна быть выполнена. Тем не менее, основное снижение производительности происходит при выбрасывании исключения. В этот момент стек начинает раскручиваться, и выполняется поиск соответствующего обработчика исключений, что само по себе является относительно затратной операцией.

Примечание: Некоторые современные компьютерные архитектуры поддерживают модель исключений «Исключения с нулевой стоимостью» (или «Исключения zero-cost»). Исключения с нулевой стоимостью, если они поддерживаются, не требуют дополнительных затрат при выполнении программы в случае отсутствия ошибок (именно в этом случае мы больше всего заботимся о производительности). Тем не менее, исключения с нулевой стоимостью потребляют еще больше ресурсов в случае обнаружения исключения.

Сопоставление кодов ошибок с исключениями

Так как файловая система представляет собой ресурс операционной системы, методы ввода-вывода в .NET Core и .NET Framework служат оболочками для соответствующих вызовов операционной системы. Если в коде, выполняемом операционной системой, возникает ошибка ввода-вывода, операционная система возвращает сведения об ошибке в метод ввода-вывода .NET. Затем этот метод преобразует сведения об ошибке, обычно представленные кодом ошибки, в соответствующий тип исключения .NET. В большинстве случаев код ошибки напрямую определяет нужный тип исключения. Метод не выполняет никакой дополнительной обработки в соответствии с контекстом вызова метода.

Например, при вызове метода в операционной системе Windows код ошибки (или 0x02) преобразуется в исключение FileNotFoundException, а код ошибки (или 0x03) — в DirectoryNotFoundException.

К сожалению, точные условия возникновения определенных кодов ошибок в операционной системе часто не документируются или документируются в недостаточном объеме. Это означает, что возможны непредвиденные исключения. Например, при работе с каталогом логично ожидать, что передача недопустимого пути в конструктор DirectoryInfo приведет к созданию исключения DirectoryNotFoundException. Но в этой ситуации может создаваться и FileNotFoundException.

Получается, всё нужно делать с обработкой исключений?

Нет, и вот почему:

1. Обработка исключений занимает лишнее время, поэтому программа с ними работает медленнее, чем без них.
2. Не всё можно предусмотреть. Если разработчик не знает, что здесь может быть ошибка, то и предусмотреть он это тоже не сможет.
3. Конструкции с обработчиками делают код менее читаемым и понятным для человека. Ему нужно будет держать в голове точку начала обработки, понять, как обработка влияет на программу в целом, и выяснить, что будет с программой после работы обработчика ошибок.

Конечно, есть места в коде, которые лучше делать с обработкой ошибок: работа с файлами, сетевые запросы или получение внешних данных. Но запихивать исключения на каждую команду в программе точно не стоит.

Текст:

Михаил Полянин

Редактура:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Мария Дронова

Соцсети:

Олег Вешкурцев

Описание примера

В нашем примере мы покажем типичные ситуации, в
которых возникают исключения.

Исключение ArrayIndexOutOfBoundsException

Это исключение возникает, когда программа
пытается адресовать элементы за пределами
массива.

В нашем примере мы используем исключение
ArrayIndexOutOfBoundsException для завершения цикла обработки
массива при достижении его границы:

Если не предусмотреть обработку исключения,
программа завершится аварийно. Как только
значение переменной i достигнет пяти, будет
вызван системный обработчик исключений.

Наш обработчик, заданный в теле оператора catch,
выводит название исключения на консоль, а затем
прерывает выполнение цикла при помощи оператора
break. Таким образом, программа продолжает свою
работу «штатным» образом несмотря на
предпринятую попытку выхода за границы массива.

Сообщение об исключении, отображенное
приведенным выше фрагментом кода на консоли,
выглядит следующим образом:

Исключение ArithmeticException

Ниже мы выполняем попытку деления числа 5 на
нуль:

В результате такой попытки возникает
исключение ArithmeticException и наша программа выводит
на консоль соответствующее сообщение,
показанное ниже:

Исключение ArrayStoreException

Если попытаться записать в ячейку массива
ссылку на объект неправильного типа, возникнет
исключение ArrayStoreException.

Ниже мы создаем массив класса Object,
предназначенный для хранения строк класса String:

При попытке записать в первый элемент этого
массива ссылку на объект класса Character возникает
исключение:

Исключение ClassCastException

В языке программирования Java вы не можете
выполнять явное преобразование типов
произвольным образом. Если выполнить такое
преобразование для классов, не связанных
«узами» наследования, или другим
недопустимым способом,  возникнет исключение
ClassCastException.

Ниже мы создаем ссылку на объект классаCharacter,
а затем пытаемся выполнить преобразование этой
ссылки к типу Byte:

В результате возникает исключение:

Исключение NegativeArraySizeException

Это исключение возникает при попытке создать
массив отрицательного размера.

В приведенном ниже фрагменте кода мы создаем
массив с размером -5:

При этом возникает исключение NegativeArraySizeException:

Исключение NullPointerException

Если попытаться использовать в программе
ссылку, содержащую значение null, возникнет
исключение NullPointerException.

Ниже мы создаем ссылку на массивnNulArray,
записываем в нее значение null, а затем пытаемся
определить размер массива, вызывая для этого
метод length:

В результате возникает исключение:

Исключение StringIndexOutOfBoundsException

В Java есть методы, позволяющие работать с
отдельными символами строк класса String. Например,
метод charAt позволяет извлечь символ,
расположенный в заданной позиции. Если указать
позицию, лежащую за границей строки, возникнет
исключение StringIndexOutOfBoundsException.

Ниже мы предпринимаем попытку извлечения
десятого символа из строки, в которой имеется
только три символа:

При этом возникает исключение, а на экране
появляется сообщение следующего вида:

Назад Вперед

Синтаксис конструкции try и except

Для начала разберем синтаксис операторов try и except в Python. Общий шаблон представлен ниже:

try:
	# В этом блоке могут быть ошибки
    
except <error type>:
	# Сделай это для обработки исключения;
	# выполняется, если блок try выбрасывает ошибку
    
else:
	# Сделай это, если блок try выполняется успешно, без ошибок
   
finally:
	# Этот блок выполняется всегда

Давайте посмотрим, для чего используются разные блоки.

Блок try

Блок — это блок кода, который вы хотите попробовать выполнить. Однако во время выполнения из-за какого-нибудь исключения могут возникнуть ошибки. Поэтому этот блок может не работать должным образом.

Блок except

Блок запускается, когда блок не срабатывает из-за исключения. Инструкции в этом блоке часто дают некоторый контекст того, что пошло не так внутри блока .

Если собираетесь перехватить ошибку как исключение, в блоке нужно обязательно указать тип этой ошибки. В приведенном выше сниппете место для указания типа ошибки обозначено плейсхолдером .

можно использовать и без указания типа ошибки. Но лучше так не делать. При таком подходе не учитывается, что возникающие ошибки могут быть разных типов. То есть вы будете знать, что что-то пошло не так, но что именно произошло, какая была ошибка — вам будет не известно.

При попытке выполнить код внутри блока также существует вероятность возникновения нескольких ошибок.

Например, вы можете попытаться обратиться к элементу списка по индексу, выходящему за пределы допустимого диапазона, использовать неправильный ключ словаря и попробовать открыть несуществующий файл – и все это внутри одного блока .

В результате вы можете столкнуться с , и . В таком случае нужно добавить столько блоков , сколько ошибок ожидается – по одному для каждого типа ошибки.

Блок else

Блок запускается только в том случае, если блок выполняется без ошибок. Это может быть полезно, когда нужно выполнить ещё какие-то действия после успешного выполнения блока . Например, после успешного открытия файла вы можете прочитать его содержимое.

Блок finally

Блок выполняется всегда, независимо от того, что происходит в других блоках. Это полезно, когда вы хотите освободить ресурсы после выполнения определенного блока кода.

Примечание: блоки и не являются обязательными. В большинстве случаев вы можете использовать только блок , чтобы что-то сделать, и перехватывать ошибки как исключения внутри блока .

Марк Лутц «Изучаем Python»

Скачивайте книгу у нас в телеграм

Скачать

×

Итак, теперь давайте используем полученные знания для обработки исключений в Python. Приступим!

Добавление и удаление исключений

Исключения можно добавлять и удалять. Чтобы удалить тип исключения из категории, выберите исключение и нажмите кнопку Удалить выбранное исключение из списка (знак «минус») на панели инструментов Параметры исключений. Или щелкните исключение правой кнопкой мыши и выберите Удалить в контекстном меню. Удаление исключения аналогично снятию флажка для исключения и заключается в том, что при возникновении исключения отладчик продолжит выполнение.

Добавление исключения

1. В окне Параметры исключений выберите одну из категории исключений (например, Среда CLR).

2. Нажмите кнопку Добавить исключение в выбранную категорию (знак «плюс»).

3. Введите имя исключения (например, System.UriTemplateMatchException).

   Исключение будет добавлено в список (в алфавитном порядке) и будет автоматически выбрано.

Чтобы добавить исключение в категории «Исключения доступа к памяти GPU», «Исключения среды выполнения JavaScript» или «Исключения Win32», необходимо включить код ошибки, а также описание.

Dica

Проверьте правильность написания! В окне Параметры исключений не проверяется существование добавленного исключения. Поэтому при вводе Sytem.UriTemplateMatchException появится запись для этого исключения (а не для System.UriTemplateMatchException).

Параметры исключения сохраняются в файл SUO решения и таким образом применяются к конкретному решению. Параметры конкретного исключения нельзя повторно использовать в решениях. Сейчас сохраняются только добавленные исключения. Удаленные исключения не сохраняются. Вы можете добавить исключение, закрыть и повторно открыть решение — исключение будет находиться в нем по-прежнему. Однако при удалении исключения, закрытии и повторном открытии решения исключение появится снова.

В окне Параметры исключений поддерживаются универсальные типы исключений на C#, но не на Visual Basic. Чтобы делать останов при возникновении таких исключений, как , необходимо добавить исключение в виде MyNamespace.GenericException’1. То есть, если создано следующее исключение в коде:

Вы можете добавить исключение в окне Параметры исключений, используя предыдущую процедуру:

Свойства

	Возвращает коллекцию пар «ключ-значение», предоставляющую дополнительные сведения об исключении. (Унаследовано от Exception)
	Получает или задает ссылку на файл справки, связанный с этим исключением. (Унаследовано от Exception)
	Возвращает или задает HRESULT — кодированное числовое значение, присвоенное определенному исключению. (Унаследовано от Exception)
	Возвращает экземпляр класса Exception, который вызвал текущее исключение. (Унаследовано от Exception)
	Возвращает сообщение, описывающее текущее исключение. (Унаследовано от Exception)
	Возвращает или задает имя приложения или объекта, вызывавшего ошибку. (Унаследовано от Exception)
	Получает строковое представление непосредственных кадров в стеке вызова. (Унаследовано от Exception)
	Возвращает метод, создавший текущее исключение. (Унаследовано от Exception)

Комментарии

Многие приложения создают потоки, которые тратят много времени на спящий режим, ожидая возникновения события. Другие потоки могут войти в спящее состояние только для периодического опроса на наличие изменений или сведений о состоянии обновления. Пул потоков позволяет более эффективно использовать потоки, предоставляя приложению пул рабочих потоков, управляемых системой. Примеры операций, использующих потоки пула потоков, включают следующее.

• При создании Task Task<TResult> объекта или для асинхронного выполнения некоторой задачи по умолчанию задача запланирована на выполнение в потоке пула потоков.

• Асинхронные таймеры используют пул потоков. Потоки из пула потоков выполняют обратные вызовы из System.Threading.Timer класса и инициируют события из System.Timers.Timer класса.

• При использовании зарегистрированных дескрипторов ожидания системный поток отслеживает состояние дескрипторов ожидания. По завершении операции ожидания рабочий поток из пула потоков выполняет соответствующую функцию обратного вызова.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• При вызове QueueUserWorkItem метода для постановки в очередь метода для выполнения в потоке пула потоков. Это можно сделать, передав методу WaitCallback делегат. Делегат имеет сигнатуру

  где — это объект, содержащий данные, которые будут использоваться делегатом. Фактические данные могут быть переданы делегату путем вызова метода.

Примечание

Потоки в пуле управляемых потоков являются фоновыми потоками. То есть их IsBackground свойства имеют значения . Это означает, что ThreadPool поток не будет работать с приложением после выхода из всех основных потоков.

Важно!

Когда пул потоков повторно использует поток, он не очищает данные в локальном хранилище потока или в полях, помеченных ThreadStaticAttribute атрибутом. Таким образом, когда метод проверяет локальное хранилище потока или поля, помеченные ThreadStaticAttribute атрибутом, найденные значения могут остаться в более раннем использовании потока пула потоков.

Кроме того, можно ставить в очередь рабочие элементы, не связанные с операцией ожидания, в пул потоков. Чтобы запросить обработку рабочего элемента потоком в пуле потоков, вызовите QueueUserWorkItem метод. Этот метод принимает в качестве параметра ссылку на метод или делегат, который будет вызываться потоком, выбранным из пула потоков. Невозможно отменить рабочий элемент после его постановки в очередь.

Таймеры очереди и зарегистрированные операции ожидания также используют пул потоков. Функции обратного вызова помещаются в очередь пула потоков.

Для каждого процесса существует один пул потоков. Начиная с .NET Framework 4, размер пула потоков по умолчанию для какого-либо процесса зависит от нескольких факторов, таких как размер виртуального адресного пространства. Процесс может вызвать метод GetMaxThreads для определения количества потоков. Число потоков в пуле потоков можно изменить с помощью SetMaxThreads метода. Каждый поток использует размер стека по умолчанию и выполняется с приоритетом по умолчанию.

Примечание

неуправляемый код, в котором размещается платформа .NET Framework, может изменять размер пула потоков с помощью функции, определенной в файле mscoree. h.

Пул потоков предоставляет новые рабочие потоки или потоки завершения ввода-вывода по запросу, пока не достигнет максимального значения для каждой категории. При достижении максимального значения пул потоков может создавать дополнительные потоки в этой категории или ожидать завершения некоторых задач. Начиная с .NET Framework 4, пул потоков создает и уничтожает рабочие потоки в целях оптимизации пропускной способности, которая определяется как количество задач, выполняемых в единицу времени. Слишком малое количество потоков может препятствовать оптимальному использованию доступных ресурсов, тогда как слишком большое их количество может усиливать конкуренцию за ресурсы.

Примечание

Если потребность низкая, фактическое количество потоков из пула потоков может быть ниже минимальных значений.

Для получения этих минимальных значений можно использовать метод GetMinThreads.

Внимание!

SetMinThreadsДля увеличения минимального числа потоков можно использовать метод. Однако необоснованное увеличение этих значений может привести к снижению производительности. Если одновременно запускается слишком много задач, все они могут выполняться слишком медленно. В большинстве случаев пул потоков работает наилучшим образом, если он использует собственный алгоритм выделения потоков.

Отличия от предыдущих версий

В .NET Framework версий 1.0 и 1.1 среда CLR обеспечивает поддержку для необработанных исключений в следующих ситуациях.

• В потоке пула потоков необработанные исключения больше не могут существовать. Если задача создает исключение, которое остается необработанным, среда выполнения отображает трассировку стека исключений на консоли, а затем возвращает поток в пул потоков.

• В потоке, созданном методом Start класса Thread, необработанные исключения не могут существовать. Если код, выполняемый в таком потоке, создает исключение, которое остается необработанным, среда выполнения отображает трассировку стека исключений на консоли и корректно завершает поток.

• В потоке метода завершения необработанные исключения больше не могут существовать. Если метод завершения создает исключение, которое остается необработанным, среда выполнения отображает трассировку стека исключений на консоли и позволяет потоку метода завершения продолжить выполнение работающих методов завершения.

Основное или фоновое состояние управляемого потока не влияет на такое поведение.

Для необработанных исключений в потоках, происходящих в неуправляемом коде, существует не такая заметная разница. Диалог с JIT-присоединением среды выполнения выгружает диалог операционной системы для управляемых или собственных исключений в потоках, которые прошли через машинный код. Процесс завершается во всех случаях.

Миграция

Если при переходе с .NET Framework 1.0 или 1.1 вы используете возможность поддержки среды выполнения, например для завершения потоков, рекомендуется одна из следующих стратегий перехода.

• Реструктурируйте код, чтобы при получении сигнала поток корректно выполнял выход.

• Использование метода Thread.Abort для отмены потока.

• Если поток необходимо остановить, чтобы было можно продолжить завершение процесса, сделайте поток фоновым, чтобы он автоматически завершался при выходе процесса.

Во всех случаях стратегия должна соответствовать правилам разработки исключений. См. раздел Правила разработки исключений.

В качестве временной меры обеспечения совместимости администраторы могут поместить флаг совместимости в раздел файла конфигурации приложения. Это приведет к возврату среды CLR к поведению версий 1.0 и 1.1.

Программа с обработчиком исключений

Если мы знаем, что в каком-то месте возможна ошибка, то можем тогда предусмотреть этот сценарий и подстраховаться. Для этого используют обработчик и делают так:

1. В том месте, где можно предусмотреть ошибку, делают специальный блок.
2. В этом блоке запускают команду и смотрят, будет ошибка или нет.
3. Если ошибки нет — программа работает дальше.
4. Если возникла ошибка — выполнятся то, что написано в обработчике ошибок, а потом программа работает дальше.

В этой ситуации программа не зависнет и не вывалится с ошибкой, а сама сможет её обработать и делать дальше то, что нужно:

Команда try — это начало нашего обработчика исключений. Она говорит компьютеру: «Попробуй выполнить вот эту команду, а мы посмотрим, что произойдёт». 

Except — это какую ошибку мы ожидаем здесь увидеть. В нашем случае мы хотим предусмотреть случай, что такого файла нет, поэтому пишем стандартную ошибку для такой ситуации. 

Сравните текст этой ошибки с тем, что нам выдал компьютер в предыдущем разделе. 

В других языках конструкция обработчика исключений может выглядеть по-другому, но смысл тот же: говорим компьютеру, какую команду нужно выполнить и что делать, если появилась конкретная ошибка.

Сравнение функции sys.exit с другими функциями в python

Еще два способа – exit() и quit(). Но они не должны использоваться в производственной среде, потому что они используют модуль сайта , который установлен не везде.

Другой распространенный способ существования-это использование os._exit(). Итак, давайте посмотрим, в чем разница между ними.

метод os._exit() обычно используется для выхода из процесса с заданным статусом без вызова каких-либо обработчиков очистки, промывки буферов stdio и т. Д. Кроме того, он ничего не возвращает.

Примечание: Этот метод обычно используется в дочернем процессе после операционной системы.системный вызов вилки. Поэтому os._exit следует использовать только в некоторых специальных сценариях.

Таким образом, лучший способ выхода из программы-это sys.exit().

2 ответа

Лучший ответ

Я не уверен, какую операционную систему и оболочку вы используете. Я описываю Mac OS X и Linux с помощью zsh (bash / sh должен действовать аналогично).

Когда вы нажимаете Ctrl + C, все программы, работающие на переднем плане в вашем текущем терминале, получают сигнал SIGINT а> . В вашем случае это ваш основной процесс Python и все процессы, порожденные os.system.

Процессы, порожденные os.system, затем прекращают свое выполнение. Обычно, когда скрипт Python получает SIGINT, он вызывает исключение KeyboardInterrupt, но ваш основной процесс игнорирует SIGINT из-за . Python ` X2`, что заставляет вызывающий процесс игнорировать SIGINT (man Linux / ).

Так что ни один из ваших потоков Python не получает SIGINT, его получают только дочерние процессы.

Когда вы удаляете вызов os.system (), ваш процесс python перестает игнорировать SIGINT, и вы получаете .

Вы можете заменить на . не заставляет ваш процесс игнорировать SIGINT.

5

dim-an
10 Янв 2013 в 09:09

У меня была такая же проблема больше раз, чем я мог сосчитать, когда впервые изучал многопоточность Python.

Добавление спящего вызова в цикле делает ваш основной поток блоком, который позволит ему все еще слышать и обрабатывать исключения. Что вы хотите сделать, так это использовать класс для установки события в ваших дочерних потоках, которое будет служить в качестве флага выхода для прерывания выполнения. Вы можете установить этот флаг в своем исключении , просто поместите для этого предложение исключение в ваш основной поток.

Я не совсем уверен, что происходит с различным поведением между специфичным для Python сном и вызываемой ОС, но предлагаемое мной лекарство должно работать для достижения желаемого конечного результата. Просто предлагая предположение, операционная система, называемая one, вероятно блокирует сам интерпретатор по-другому?

Помните, что в большинстве случаев, когда требуются потоки, основной поток будет продолжать выполнять что-то , и в этом случае подразумевается «спящий» в вашем простом примере.

1

DeaconDesperado
9 Янв 2013 в 18:55

2 ответа

Лучший ответ

Помните, что использование потоков в Pythin не предоставит вам параллельную обработку, за исключением случая операций блокировки ввода-вывода. Для получения дополнительной информации об этом посмотрите это и это

Вы не можете произвольно приостановить поток в Python (имейте это в виду, прежде чем читать дальше). Я также не уверен, что у вас есть способ сделать это на уровне операционной системы (например, используя чистый C). То, что вы можете сделать, это позволить приостановить поток в определенных точках, которые вы рассматриваете заранее. Я приведу вам пример:

Этот подход будет работать, но:

• Потоки обычно плохая идея, основываясь на ссылках, которые я вам дал.
• При таком подходе вы должны сами написать метод run. Это потому, что вам нужно контролировать точные точки, которые вы хотите проверить на паузу, и это подразумевает доступ к объекту Thread (возможно, вы захотите создать дополнительный метод вместо вызова ).
• Из первого пункта ясно, что вы не можете сделать произвольную паузу, но только когда вы указали, вы можете сделать паузу. Избегайте длительных операций между точками паузы.

Изменить . Я не тестировал этот, но, возможно, он будет работать без такого большого количества подклассов, если вам нужно более одного потока, подобного этому:

Это должно позволить вам создать пользовательский поток без дополнительных подклассов, вызвав , и первый параметр вашего вызываемого объекта получит объект потока, из которого вы можете вызывать , когда вам нужно выполнить паузу-проверку.

Или даже лучше, если вы хотите изолировать цель от доступа к объекту потока:

И ваш вызываемый объект получит в первом параметре функцию, которая может быть вызвана следующим образом: (при условии, что первый параметр в вызываемом объекте называется ).

7

Luis Masuelli
14 Июн 2017 в 18:33

Вы можете сделать это, подключив функцию трассировки, которая заставляет все другие потоки ожидать сигнала:

Который вы можете использовать как:

Дающий

Обратите внимание, что прерывание заставляет сон в основном потоке ждать дольше

1

Eric
28 Фев 2019 в 05:57