Python多处理进程静默崩溃

Question

我使用的是 Python 2.7.3。我使用子类 multiprocessing.Process 对象并行化了一些代码。如果我的子类 Process 对象中的代码没有错误，则一切正常。但是，如果我的子类 Process 对象中的代码有错误，它们显然会默默地崩溃（没有堆栈跟踪打印到父 shell）并且 CPU 使用率将下降到零。父代码永远不会崩溃，给人的印象是执行只是挂起。同时，很难找出代码中的错误在哪里，因为没有给出错误在哪里的指示。

我在 stackoverflow 上找不到任何其他处理相同问题的问题。

我猜想子类 Process 对象似乎会默默地崩溃，因为它们无法将错误消息打印到父的 shell，但我想知道我能做些什么，以便我至少可以更有效地调试（并且这样我代码的其他用户也可以在遇到问题时告诉我）。

编辑：我的实际代码太复杂了，但是一个带有错误的子类 Process 对象的简单示例是这样的：

from multiprocessing import Process, Queue

class Worker(Process):

    def __init__(self, inputQueue, outputQueue):

        super(Worker, self).__init__()

        self.inputQueue = inputQueue
        self.outputQueue = outputQueue

    def run(self):

        for i in iter(self.inputQueue.get, 'STOP'):

            # (code that does stuff)

            1 / 0 # Dumb error

            # (more code that does stuff)

            self.outputQueue.put(result)

Answer 1

您真正想要的是将异常传递给父进程的某种方式，对吗？然后你可以随心所欲地处理它们。

如果您使用concurrent.futures.ProcessPoolExecutor，这是自动的。如果你使用multiprocessing.Pool，这很简单。如果您使用显式的Process 和Queue，则需要做一些工作，但并没有太多。

例如：

def run(self):
    try:
        for i in iter(self.inputQueue.get, 'STOP'):
            # (code that does stuff)
            1 / 0 # Dumb error
            # (more code that does stuff)
            self.outputQueue.put(result)
    except Exception as e:
        self.outputQueue.put(e)

然后，您的调用代码可以像其他任何内容一样从队列中读取Exceptions。而不是这个：

yield outq.pop()

这样做：

result = outq.pop()
if isinstance(result, Exception):
    raise result
yield result

（我不知道您实际的父进程队列读取代码是做什么的，因为您的最小示例只是忽略了队列。但希望这可以解释这个想法，即使您的实际代码实际上并不是这样工作的。 )

这假设您要中止任何未处理的异常，使其达到run。如果您想传回异常并继续下一个i in iter，只需将try 移动到for 中，而不是围绕它。

这也假定Exceptions 不是有效值。如果这是一个问题，最简单的解决方案就是推送(result, exception) tuples：

def run(self):
    try:
        for i in iter(self.inputQueue.get, 'STOP'):
            # (code that does stuff)
            1 / 0 # Dumb error
            # (more code that does stuff)
            self.outputQueue.put((result, None))
    except Exception as e:
        self.outputQueue.put((None, e))

然后，您的弹出代码会这样做：

result, exception = outq.pop()
if exception:
    raise exception
yield result

您可能会注意到这类似于 node.js 回调样式，您将 (err, result) 传递给每个回调。是的，这很烦人，而且你会弄乱这种风格的代码。但是除了包装器之外，您实际上并没有在任何地方使用它；所有从队列中获取值或在run 内部调用的“应用程序级”代码只会看到正常的返回/收益和引发的异常。

您甚至可能想要考虑根据concurrent.futures 的规范构建Future（或按原样使用该类），即使您正在手动进行排队和执行工作。这并不难，而且它为您提供了一个非常好的 API，尤其是用于调试。

最后，值得注意的是，大多数围绕工作者和队列构建的代码都可以通过执行器/池设计变得更加简单，即使您绝对确定每个队列只需要一个工作者。只需废弃所有样板文件，并将Worker.run 方法中的循环转换为一个函数（这只是returns 或raises 正常，而不是附加到队列中）。在调用方，再次废弃所有样板文件，只删除 submit 或 map 作业函数及其参数。

你的整个例子可以简化为：

def job(i):
    # (code that does stuff)
    1 / 0 # Dumb error
    # (more code that does stuff)
    return result

with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor(max_workers=1) as executor:
    results = executor.map(job, range(10))

它会自动正确处理异常。

---

正如您在 cmets 中提到的，异常的回溯不会回溯到子进程；它只涉及手动 raise result 调用（或者，如果您使用的是池或执行器，则为池或执行器的内脏）。

原因是multiprocessing.Queue 建立在pickle 之上，并且腌制异常不会腌制它们的回溯。原因是你不能腌制回溯。原因是回溯中充满了对本地执行上下文的引用，因此让它们在另一个进程中工作非常困难。

那么……你能做些什么呢？不要去寻找一个完全通用的解决方案。相反，想想你真正需要什么。 90% 的情况下，您想要的是“记录异常，使用回溯并继续”或“将异常打印到 stderr 和 exit(1)，就像默认的未处理异常处理程序一样”。对于其中任何一个，您根本不需要传递异常；只需在子端格式化它并传递一个字符串。如果您确实需要更花哨的东西，请准确计算出您需要什么，然后传递足够的信息来手动将它们组合在一起。如果您不知道如何格式化回溯和异常，请参阅traceback 模块。这很简单。这意味着您根本不需要进入泡菜机械。 （并不是说copyreg 一个pickler 或使用__reduce__ 方法或任何东西编写一个持有者类很难，但如果你不需要，为什么要学习所有这些？）

Answer 2

我建议使用这种解决方法来显示进程的异常

from multiprocessing import Process
import traceback


run_old = Process.run

def run_new(*args, **kwargs):
    try:
        run_old(*args, **kwargs)
    except (KeyboardInterrupt, SystemExit):
        raise
    except:
        traceback.print_exc(file=sys.stdout)

Process.run = run_new

Answer 3

这不是一个答案，只是一个扩展评论。请运行这个程序并告诉我们你得到了什么输出（如果有的话）：

from multiprocessing import Process, Queue

class Worker(Process):

    def __init__(self, inputQueue, outputQueue):

        super(Worker, self).__init__()

        self.inputQueue = inputQueue
        self.outputQueue = outputQueue

    def run(self):

        for i in iter(self.inputQueue.get, 'STOP'):

            # (code that does stuff)

            1 / 0 # Dumb error

            # (more code that does stuff)

            self.outputQueue.put(result)

if __name__ == '__main__':
    inq, outq = Queue(), Queue()
    inq.put(1)
    inq.put('STOP')
    w = Worker(inq, outq)
    w.start()

我明白了：

% test.py
Process Worker-1:
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/process.py", line 258, in _bootstrap
    self.run()
  File "/home/unutbu/pybin/test.py", line 21, in run
    1 / 0 # Dumb error
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

我很惊讶（如果）你什么也没得到。