如何使用pytest模拟完全重启

Question

如何测试我的程序对意外关闭的鲁棒性？

我的 Python 代码将在意外关闭的微控制器上运行。我想测试代码的每个部分意外重启并验证它是否正确处理。

尝试： 我尝试将代码放入它自己的进程中，然后提前终止它，但这不起作用，因为 MyClass 从命令行调用 7zip，即使在进程终止后也会继续：

import multiprocessing
import os

def MyClass(multiprocessing.Process):
   ...
   def run():
      os.system("7z a myfile.7z myfile")


process = MyClass()
process.start()
time.sleep(4)
print("terminating early")
process.terminate()
print("done")

我想要什么：

class TestMyClass(unittest.TestCase):
    def test_MyClass_continuity(self):
        myclass = MyClass().start()
        myclass.kill_everything()
        myclass = MyClass().start()
        self.assert_everything_worked_as_expected()

有没有简单的方法来做到这一点？如果没有，你如何设计可以在任何时候终止的健壮代码（例如测试状态机）？

类似问题（截至 21 年 10 月 26 日仍未得到答复）：Simulating abnormal termination in pytest

非常感谢！

Answer 1

我认为这是数据持久性和一致性的问题。您还需要确保所有持久性（即写入磁盘）的数据也是一致的。

想象一下写入状态文件的某种数据。意外终止后应用程序将读取什么内容？新状态的一半和旧状态的一半？一半的新状态，其余的都是 0x00？

所以你的问题的答案 “你如何设计可以随时终止的健壮代码？” 是在处理持久数据时使用原子操作。大多数数据库在这个方向上提供了一些保证。对于处理本地文件，我个人通常使用重命名文件。这样我就可以写入一个临时文件而不用担心一致性，并且只有在完成后（确保刷新缓冲区！）因此一致我使用重命名的原子操作来使临时文件成为新的单点真理，因此也是持久的。如果在过程中的任何时候应用程序意外终止，持久数据将始终保持一致。它要么是以前的状态（以及临时文件中的一些垃圾），要么是新的状态，但两者之间没有。

无论您选择什么，请务必阅读有关原子性的文档以了解可能发生的情况。 IE。在正确的时间点中断的文件重命名可能看起来像创建硬链接。

请注意，仅仅杀死一个进程并不等同于切断电源，因为操作系统会继续运行并关闭文件、刷新缓冲区等。例如，在使用 SQLite 时，我很少看到“日志文件”而只是杀死应用程序，但是停电的时候经常看到。

Answer 2

您的逻辑启动一个封装在 MyClass 对象中的进程，该对象本身通过 os.system 调用生成一个新进程。

当您终止 MyClass 进程时，您会终止父进程，但会使 7zip 进程作为孤儿运行。

此外，process.terminate 方法向子进程发送SIGTERM 信号。子进程可以拦截所述信号并在终止之前执行一些清理例程。如果您想模拟没有机会清理的情况（断电），这并不理想。您很可能希望发送 SIGKILL 信号（在 Linux 上）。

要杀死父子进程，需要寻址整个进程组。

import os
import time
import signal
import multiprocessing


class MyClass(multiprocessing.Process):
    def run(self):
        # Ping localhost for a limited amount of time
        os.system("ping -c 12 127.0.0.1")


process = MyClass()
process.start()

time.sleep(4)

print("terminating early")

# Send SIGKILL signal to the entire process group
group_id = os.getpgid(process.pid)
os.killpg(group_id, signal.SIGKILL)

print("done")

以上内容仅适用于 Unix 操作系统，不适用于 Windows 操作系统。

对于 Windows，您需要使用 psutil 模块。

import os
import time
import multiprocessing

import psutil


class MyClass(multiprocessing.Process):
    def run(self):
        # Ping localhost for a limited amount of time
        os.system("ping -c 12 127.0.0.1")


def kill_process_group(pid):
    process = psutil.Process(pid)
    children = process.children(recursive=True)

    # First terminate all children
    for child in children:
        child.kill()
    psutil.wait_procs(children)

    # Then terminate the parent process
    process.kill()
    process.wait()


process = MyClass()
process.start()

time.sleep(4)

print("terminating early")

kill_process_group(process.pid)

print("done")