تصحيح أخطاء كوروتين بايثون: إتقان وضع التصحيح Asyncio

تساعدك هذه التحذيرات على تحديد وإصلاح تسربات الموارد، والتي يمكن أن تؤدي إلى تدهور الأداء وعدم استقرار النظام.

4. اكتشاف رد الاتصال البطيء

يمكن لوضع التصحيح اكتشاف ردود الاتصال التي تستغرق وقتًا أطول من الحد المحدد للتنفيذ. يساعدك هذا على تحديد اختناقات الأداء:

            asyncio | Task was destroyed but it is pending!
pending time: 12345.678 ms

            

              
                Copy
              
            
          

5. معالجة الاستثناءات

يوفر وضع التصحيح المزيد من السياق للاستثناءات التي يتم طرحها داخل الكوروتينات، بما في ذلك المهمة والكوروتين حيث حدث الاستثناء:

            asyncio | Task exception was never retrieved
future: () done, raised ValueError('Invalid value')>
            

              
                Copy
              
            
          

يشير هذا الإخراج إلى أنه تم طرح ValueError في Task-1 ولم تتم معالجته بشكل صحيح.

أمثلة عملية لتصحيح الأخطاء باستخدام وضع التصحيح Asyncio

دعنا نلقي نظرة على بعض الأمثلة العملية حول كيفية استخدام وضع التصحيح asyncio لتشخيص المشكلات الشائعة:

1. اكتشاف المقابس غير المغلقة

ضع في اعتبارك التعليمات البرمجية التالية التي تنشئ مقبسًا ولكنها لا تغلقه بشكل صحيح:

            import asyncio
import socket

async def handle_client(reader, writer):
    data = await reader.read(100)
    message = data.decode()
    addr = writer.get_extra_info('peername')
    print(f"Received {message!r} from {addr!r}")

    print(f"Send: {message!r}")
    writer.write(data)
    await writer.drain()

    # Missing: writer.close()

async def main():
    server = await asyncio.start_server(
        handle_client,
        '127.0.0.1',
        8888
    )

    addr = server.sockets[0].getsockname()
    print(f'Serving on {addr}')

    async with server:
        await server.serve_forever()

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main(), debug=True)
            

              
                Copy
              
            
          

عند تشغيل هذه التعليمات البرمجية مع تمكين وضع التصحيح، سترى ResourceWarning يشير إلى مقبس غير مغلق:

            ResourceWarning: unclosed 
            

              
                Copy
              
            
          

لإصلاح ذلك، تحتاج إلى التأكد من إغلاق المقبس بشكل صحيح، على سبيل المثال، عن طريق إضافة writer.close() في الكوروتين handle_client وانتظاره:

                writer.close()
    await writer.wait_closed()
            

              
                Copy
              
            
          

2. تحديد ردود الاتصال البطيئة

لنفترض أن لديك كوروتين تقوم بعملية بطيئة:

            import asyncio
import time

async def slow_function():
    print("Starting slow function")
    time.sleep(2)
    print("Slow function finished")
    return "Result"

async def main():
    task = asyncio.create_task(slow_function())
    result = await task
    print(f"Result: {result}")

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main(), debug=True)
            

              
                Copy
              
            
          

على الرغم من أن إخراج التصحيح الافتراضي لا يحدد مباشرة ردود الاتصال البطيئة، إلا أن دمجه مع التسجيل الدقيق وأدوات التنميط (مثل cProfile أو py-spy) يسمح لك بتضييق نطاق الأجزاء البطيئة من التعليمات البرمجية الخاصة بك. ضع في اعتبارك تسجيل الطوابع الزمنية قبل وبعد العمليات التي يحتمل أن تكون بطيئة. يمكن بعد ذلك استخدام أدوات مثل cProfile على استدعاءات الوظائف المسجلة لعزل الاختناقات.

3. تصحيح أخطاء إلغاء المهام

ضع في اعتبارك سيناريو يتم فيه إلغاء مهمة بشكل غير متوقع:

            import asyncio

async def worker():
    try:
        while True:
            print("Working...")
            await asyncio.sleep(0.5)
    except asyncio.CancelledError:
        print("Worker cancelled")

async def main():
    task = asyncio.create_task(worker())
    await asyncio.sleep(2)
    task.cancel()
    try:
        await task
    except asyncio.CancelledError:
        print("Task cancelled in main")

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main(), debug=True)
            

              
                Copy
              
            
          

سيظهر إخراج التصحيح المهمة قيد الإلغاء:

            asyncio | execute  started at example.py:16>
Working...
Working...
Working...
Working...
asyncio | Task-1: cancelling
Worker cancelled
asyncio | Task-1: cancelled by  result=None>
Task cancelled in main
            

              
                Copy
              
            
          

يؤكد هذا أن المهمة تم إلغاؤها بواسطة الكوروتين main(). يسمح كتلة except asyncio.CancelledError بالتنظيف قبل إنهاء المهمة بالكامل، مما يمنع تسربات الموارد أو الحالة غير المتسقة.

4. معالجة الاستثناءات في الكوروتينات

تعد معالجة الاستثناءات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية في التعليمات البرمجية غير المتزامنة. ضع في اعتبارك المثال التالي مع استثناء غير معالج:

            import asyncio

async def divide(x, y):
    return x / y

async def main():
    result = await divide(10, 0)
    print(f"Result: {result}")

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main(), debug=True)
            

              
                Copy
              
            
          

سيبلغ وضع التصحيح عن استثناء غير معالج:

            asyncio | Task exception was never retrieved
future:  result=None, exception=ZeroDivisionError('division by zero')>
            

              
                Copy
              
            
          

لمعالجة هذا الاستثناء، يمكنك استخدام كتلة try...except:

            import asyncio

async def divide(x, y):
    return x / y

async def main():
    try:
        result = await divide(10, 0)
        print(f"Result: {result}")
    except ZeroDivisionError as e:
        print(f"Error: {e}")

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main(), debug=True)
            

              
                Copy
              
            
          

الآن، سيتم التقاط الاستثناء ومعالجته بأمان.

أفضل الممارسات لتصحيح أخطاء Asyncio

فيما يلي بعض أفضل الممارسات لتصحيح التعليمات البرمجية asyncio:

• تمكين وضع التصحيح: قم دائمًا بتمكين وضع التصحيح أثناء التطوير والاختبار.
• استخدام التسجيل: أضف تسجيلًا تفصيليًا إلى الكوروتينات الخاصة بك لتتبع تدفق تنفيذها. استخدم logging.getLogger('asyncio') لأحداث asyncio المحددة، ومسجلاتك الخاصة لبيانات خاصة بالتطبيق.
• معالجة الاستثناءات: قم بتنفيذ معالجة استثناءات قوية لمنع الاستثناءات غير المعالجة من تعطل تطبيقك.
• استخدام مجموعات المهام (Python 3.11+): تعمل مجموعات المهام على تبسيط معالجة الاستثناءات والإلغاء داخل مجموعات المهام ذات الصلة.
• تنميط التعليمات البرمجية الخاصة بك: استخدم أدوات التنميط لتحديد اختناقات الأداء.
• كتابة اختبارات الوحدة: اكتب اختبارات وحدة شاملة للتحقق من سلوك الكوروتينات الخاصة بك.
• استخدام تلميحات النوع: استخدم تلميحات النوع لالتقاط الأخطاء المتعلقة بالنوع في وقت مبكر.
• ضع في اعتبارك استخدام مصحح الأخطاء: يمكن استخدام أدوات مثل pdb أو مصححات أخطاء IDE للتنقل عبر كود asyncio. ومع ذلك، غالبًا ما تكون أقل فعالية من وضع التصحيح مع التسجيل الدقيق نظرًا لطبيعة التنفيذ غير المتزامن.

تقنيات التصحيح المتقدمة

بالإضافة إلى وضع التصحيح الأساسي، ضع في اعتبارك هذه التقنيات المتقدمة:

1. سياسات حلقة الأحداث المخصصة

يمكنك إنشاء سياسات حلقة الأحداث المخصصة لاعتراض الأحداث وتسجيلها. يتيح لك ذلك الحصول على مزيد من التحكم الدقيق في عملية التصحيح.

2. استخدام أدوات تصحيح الأخطاء التابعة لجهات خارجية

يمكن أن تساعدك العديد من أدوات تصحيح الأخطاء التابعة لجهات خارجية في تصحيح التعليمات البرمجية asyncio، مثل:

• PySnooper: أداة تصحيح أخطاء قوية تسجل تلقائيًا تنفيذ التعليمات البرمجية الخاصة بك.
• pdb++: نسخة محسنة من مصحح الأخطاء pdb القياسي مع ميزات محسنة.
• asyncio_inspector: مكتبة مصممة خصيصًا لفحص حلقات أحداث asyncio.

3. ترقيع القرد (استخدم بحذر)

في الحالات القصوى، يمكنك استخدام ترقيع القرد لتعديل سلوك وظائف asyncio لأغراض التصحيح. ومع ذلك، يجب أن يتم ذلك بحذر، لأنه يمكن أن يتسبب في أخطاء دقيقة ويجعل التعليمات البرمجية الخاصة بك أكثر صعوبة في الصيانة. يُنصح عمومًا بعدم القيام بذلك إلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية.

الخلاصة

يمكن أن يكون تصحيح التعليمات البرمجية غير المتزامنة أمرًا صعبًا، ولكن وضع التصحيح asyncio يوفر أدوات ورؤى قيمة لتبسيط العملية. من خلال تمكين وضع التصحيح وتفسير الإخراج واتباع أفضل الممارسات، يمكنك تحديد وحل المشكلات الشائعة في تطبيقاتك غير المتزامنة بشكل فعال، مما يؤدي إلى تعليمات برمجية أكثر قوة وأداءً. تذكر دمج وضع التصحيح مع التسجيل والتنميط والاختبار الشامل للحصول على أفضل النتائج. مع الممارسة والأدوات المناسبة، يمكنك إتقان فن تصحيح أخطاء كوروتين asyncio وبناء تطبيقات غير متزامنة قابلة للتطوير وفعالة وموثوقة.