我常用的 Python 调试工具

以下是我做调试或分析时用过的工具的一个概览。如果你知道有更好的工具,请在评论中留言,可以不用很完整的介绍。

日志

没错,就是日志。再多强调在你的应用里保留足量的日志的重要性也不为过。你应当对重要的内容打日志。如果你的日志打的足够好的话,单看日志你就能发现问题所在。那样可以节省你大量的时间。

如果一直以来你都在代码里乱用 print 语句,马上停下来。换用logging.debug。以后你还可以继续复用,或是全部停用等等。

 

跟踪

有时更好的办法是看执行了哪些语句。你可以使用一些IDE的调试器的单步执行,但你需要明确知道你在找那些语句,否则整个过程会进行地非常缓慢。
标准库里面的trace模块,可以打印运行时包含在其中的模块里所有执行到的语句。(就像制作一份项目报告)

这会产生大量输出(执行到的每一行都会被打印出来,你可能想要用grep过滤那些你感兴趣的模块).
比如:

 

调试器

以下是如今应该人尽皆知的一个基础介绍:

或者

或者(输入 c 开始执行脚本)

在输入-计算-输出循环(注:REPL,READ-EVAL-PRINT-LOOP的缩写)环境下,可以有如下操作:

  • c or continue
  • q or quit
  • l or list, 显示当前步帧的源码
  • w or where,回溯调用过程
  • d or down, 后退一步帧(注:相当于回滚)
  • u or up, 前进一步帧
  • (回车), 重复上一条指令

其余的几乎全部指令(还有很少的其他一些命令除外),在当前步帧上当作python代码进行解析。

如果你觉得挑战性还不够的话,可以试下smiley,-它可以给你展示那些变量而且你能使用它来远程追踪程序。

 

更好的调试器

pdb的直接替代者:
ipdb(easy_install ipdb) – 类似ipython(有自动完成,显示颜色等)
pudb(easy_install pudb) – 基于curses(类似图形界面接口),特别适合浏览源代码

 

远程调试器

安装方式:

用下面的方式取代以前的pdb.set_trace():

现在运行winpdb,文件-关联

不喜欢Winpdb?也可以直接包装PDB在TCP之上运行!

这样做:

只想要一个REPL环境?试试IPython如何?
如果你不需要一个完整齐全的调试器,那就只需要用一下的方式启动一个IPython即可:

 

标准linux工具

我常常惊讶于它们竟然远未被充分利用。你能用这些工具解决很大范围内的问题:从性能问题(太多的系统调用,内存分配等等)到死锁,网络问题,磁盘问题等等。
其中最有用的是最直接的strace,只需要运行 sudo strace -p 12345 或者 strace -f 指令(-f 即同时追踪fork出来的子进程),这就行了。输出一般会非常大,所以你可能想要把它重定向到一个文件以便作更多的分析(只需要加上 &> 文件名)。

再就是ltrace,有点类似strace,不同的是,它输出的是库函数调用。参数大体相同。

还有lsof 用来指出你在ltrace/strace中看到的句柄数值的意义。比如:

 

更好的跟踪

使用简单而可以做很多事情-人人都该装上htop!

现在找到那些你想要的进程,再输入:

 

监控

没 有好的持续的服务器监控,但是如果你曾遇到一些很诡异的情况,诸如为什么一切都运行的那么慢,那些系统资源都干什么去了,。。。等这些问题,想弄明白却又 无处下手之际,不必动用iotopiftophtopiostatvmstat这些工具,就用dstat吧!它可以做之前我们提过的大部分工作可 以做的事情,而且也许可以做的更好!
它会用一种紧凑的,代码高亮的方式(不同于iostat,vmstat)向你持续展示数据,你还经常可以看到过去的数据(不同于iftop、iostop、htop)。

只需运行:

很可能有一种更简短的方式来写上面这条命令,

这是一个相当复杂而又强大的工具,但是这里我只提到了一些基本的内容(安装以及基础的命令)

用python2.7-dbg 运行程序:

现在使用:

发生段错误?用faulthandler !

python 3.3版本以后新增的一个很棒的功能,可以向后移植到python2.x版本。只需要运行下面的语句,你就可以大抵知道什么原因引起来段错误。

内存泄露

嗯,这种情况下有很多的工具可以使用,其中有一些专门针对WSGI的程序比如Dozer,但是我最喜欢的当然是objgraph。使用简单方便,让人惊讶!
它没有集成WSGI或者其他,所以你需要自己去发现运行代码的方法,像下面这样:

你会得到像这样一张(注意:它非常大)。你也可以得到一张输出。

 

内存使用

有时你想少用些内存。更少的内存分配常常可以使程序执行的更快,更好,用户希望内存合适好用)
有许多可用的工具,但在我看来最好用的是pytracemalloc。与其他工具相比,它开销非常小(不需要依赖于严重影响速度的sys.settrace)而且输出非常详尽。但安装起来比较痛苦,你需要重新编译python,但有了apt,做起来也非常容易。

只需要运行这些命令然后去吃顿午餐或者干点别的:

接着安装pytracemalloc (注意如果你在一个virtualenv虚拟环境下操作,你需要在重新安装python后再次重建 – 只需要运行 virtualenv myenv)

现在像下面这样在代码里包装你的应用程序

输出会像这样:

很美,不是吗?

补充:更多有关调试的内容见这里

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关于作者:高磊

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