堆栈和框架有什么区别？答案

【问题标题】：What is the difference between a stack and a frame?堆栈和框架有什么区别？
【发布时间】：2014-07-13 22:40:02
【问题描述】：

在什么情况下我想使用一种而不是另一种？

有什么区别：

>>> import inspect
>>> print(inspect.getouterframes(inspect.currentframe()))
[(<frame object at 0x8fc262c>, '<stdin>', 1, '<module>', None, None)]

还有：

>>> import traceback
>>> traceback.extract_stack()
[('<stdin>', 1, '<module>', None)]

更新：

另一个：

>>> import sys
>>> print(sys._getframe().f_trace,sys._getframe().f_code)
(None, <code object <module> at 0x8682a88, file "<stdin>", line 1>)

我不明白这里的细微差别：

堆栈帧
框架对象
堆栈跟踪

更新 2，距离提出问题有一点时间，但非常相关

Explain the concept of a stack frame in a nutshell

【问题讨论】：

@BrenBarn 这显然不是唯一的区别，因为getouterframes 包含更多数据。
请注意，虽然差异似乎微不足道，但traceback.extract_stack() 不包含对堆栈帧的引用这一事实非常重要。您对框架对象的每个引用都是内存泄漏（因为该框架引用的任何内容现在都不符合 gc 条件），因此在长时间运行的程序中这样做是一个很大的禁忌。
@roippi 不，不一定是内存泄漏。如果您不在局部变量中保留对框架对象的引用，那么您甚至没有引用循环。如果你确实有一个参考循环，你可以明确地打破它。即使您不理会引用循环，如果可以从该循环访问具有__del__ 方法的任何内容并且您没有运行Python 3.4 或更高版本（请参阅PEP 442），这也只是内存泄漏.这些复杂的条件使得正确使用它棘手，但并非不可能，即使在一次运行数周的服务器中也是如此。
@delnan 我并不是在暗示 gc 无法检测到循环引用。我的意思是，如果您坚持那些框架对象引用（例如，顶级全局错误处理程序或其他东西），就会发生不好的事情。
@roippi 好吧，这只是一种可怕的说法，即“很多东西都可以从框架中获取”。这与任何其他参考文献没有根本不同。

标签： python inspect traceback sys

【解决方案1】：

好吧，因为这似乎更多的是关于堆栈帧/调用堆栈的一般情况，让我们来看看：

def f():
    try:
        g()
    except:
        # WE WILL DO THINGS HERE

def g():
    h()

def h():
    raise Exception('stuff')

#CALL
f()

当我们在h() 时，call stack 上有 4 帧。

[top level]
 [f()]
  [g()]
   [h()] #<-- we're here

（如果我们尝试在堆栈中放入超过sys.getrecursionlimit() 的帧，我们将得到RuntimeError，这是python 版本的StackOverflow ;-))

“外部”指的是调用堆栈中我们上方的所有内容（字面意思是“向上”方向）。所以按照顺序，g，然后是f，然后是顶层（模块）级别。同样，“内部”指的是调用堆栈中向下的所有内容。如果我们在f() 中捕获异常，则该回溯对象将引用所有内部堆栈帧，这些帧已展开以使我们到达该点。

def f():
    try:
        g()
    except:
        import inspect
        import sys
        #the third(last) item in sys.exc_info() is the current traceback object
        return inspect.getinnerframes(sys.exc_info()[-1])

这给出了：

[(<frame object at 0xaad758>, 'test.py', 3, 'f', ['        g()\n'], 0), 
(<frame object at 0x7f5edeb23648>, 'test.py', 10, 'g', ['    h()\n'], 0), 
(<frame object at 0x7f5edeabdc50>, 'test.py', 13, 'h', ["    raise Exception('stuff')\n"], 0)]

正如所料，三个内框 f、g 和 h。现在，我们可以获取最后一个框架对象（来自h() 的那个）并请求它的外部框架：

[(<frame object at 0x7f6e996e6a48>, 'test.py', 13, 'h', ["    raise Exception('stuff')\n"], 0), 
(<frame object at 0x1bf58b8>, 'test.py', 10, 'g', ['    h()\n'], 0), 
(<frame object at 0x7f6e99620240>, 'test.py', 7, 'f', ['        return inspect.getinnerframes(sys.exc_info()[-1])\n'], 0), 
(<frame object at 0x7f6e99725438>, 'test.py', 23, '<module>', ['print(inspect.getouterframes(f()[-1][0]))\n'], 0)]

所以，你去吧，这就是正在发生的一切：我们只是在调用堆栈中导航。为了比较，下面是traceback.extract_stack(f()[-1][0]) 给出的：

[('test.py', 23, '<module>', 'print(traceback.extract_stack(f()[-1][0]))'), 
('test.py', 7, 'f', 'return inspect.getinnerframes(sys.exc_info()[-1])'), 
('test.py', 10, 'g', 'h()'), 
('test.py', 13, 'h', "raise Exception('stuff')")]

请注意这里与getouterframes 相比的倒序，以及减少的输出。事实上，如果你眯着眼睛，这基本上看起来就像一个常规的回溯（嘿，它是，只是格式多了一点）。

总结：inspect.getouterframes 和traceback.extract_stack 都包含重现您在日常回溯中通常看到的所有信息； extract_stack 只是删除了对堆栈帧的引用，因为一旦您从给定的帧向外格式化堆栈跟踪，就不再需要它们是很常见的。

【讨论】：

【解决方案2】：

The documentation inspect 模块说：

当以下函数返回“帧记录”时，每条记录是六项的元组：帧对象、文件名、当前行的行号、函数名、源上下文的行列表代码，以及该列表中当前行的索引。

The documentation traceback 模块说：

“预处理”堆栈跟踪条目是一个 4 元组（文件名、行号、函数名、文本）

因此区别在于框架记录还包括框架对象和一些上下文行，而回溯只包括调用堆栈中各个行的文本（即导致extract_stack调用的调用)。

如果您只想打印回溯，您可以使用来自traceback 的堆栈。正如文档所暗示的，这是为向用户显示而处理的信息。如果您想对调用堆栈实际执行任何操作（例如，从调用帧中读取变量），则需要从 inspect 访问框架对象。

【讨论】：