• DAY 15 PYTHON入门


    一、包的使用
    概念
    包:是一个包含多个模块的特殊目录
    目录下有一个 特殊的文件 __init__.py
    包名的命名方式 和变量名一致,小写字母 + _

    好处:

    1.导入包与__init__.py
    包属于模块的一种,因而包以及包内的模块均是用来被导入使用的,而绝非被直接执行,首次导入包(如import pool)同样会做三件事:
    1、执行包下的__init__.py文件
    2、产生一个新的名称空间用于存放__init__.py执行过程中产生的名字
    3、在当前执行文件所在的名称空间中得到一个名字pool,该名字指向__init__.py的名称空间,例如pool.xxx和pool.yyy中的xxx和yyy都是来自于pool下的__init__.py,也就是说导入包时并不会导入包下所有的子模块与子包

    #强调:
    #1. 在python3中,即使包下没有__init__.py文件,import包仍然不会报错,而在python2中,包下一定要有该文件,否则import 包报错
    #2. 创建包的目的不是为了运行,而是被导入使用,记住,包只是模块的一种形式而已,包的本质就是一种模块

    使用import 包名可以一次性导入包中所有的模块
    要在外界使用包中的模块,需要在 __init__.py 中指定对外界提供的模块列表

    #强调:
    1.关于包相关的导入语句也分为import和from ... import ...两种,但是无论哪种,无论在什么位置,在导入时都必须遵循一个原则:凡是在导入时带点的,点的左边都必须是一个包,否则非法。可以带有一连串的点,如import 顶级包子包子模块,但都必须遵循这个原则。但对于导入后,在使用时就没有这种限制了,点的左边可以是包,模块,函数,类(它们都可以用点的方式调用自己的属性)。
    2、包A和包B下有同名模块也不会冲突,如A.a与B.a来自俩个命名空间
    3、import导入文件时,产生名称空间中的名字来源于文件,import 包,产生的名称空间的名字同样来源于文件,即包下的__init__.py,导入包本质就是在导入该文件

    2.绝对导入与相对导入
    针对包内的模块之间互相导入,导入的方式有两种
    1、绝对导入:以顶级包为起始
    2、相对导入:.代表当前文件所在的目录,..代表当前目录的上一级目录,依此类推

    3.针对包内部模块之间的相互导入推荐使用相对导入,需要特别强调:
    1、相对导入只能在包内部使用,用相对导入不同目录下的模块是非法的
    2、无论是import还是from-import,但凡是在导入时带点的,点的左边必须是包,否则语法错误

    3 from 包 import *
    ​ 在使用包时同样支持from pool.futures import * ,毫无疑问*代表的是futures下__init__.py中所有的名字,通用是用变量__all__来控制*代表的意思
    最后说明一点,包内部的目录结构通常是包的开发者为了方便自己管理和维护代码而创建的,这种目录结构对包的使用者往往是无用的,此时通过操作__init__.py可以“隐藏”包内部的目录结构,降低使用难度,比如想要让使用者直接使用

    二、日志模块
    日志是一种可以追踪某些软件运行时所发生事件的方法。软件开发人员可以向他们的代码中调用日志记录相关的方法来表明发生了某些事情。一个事件可以用一个可包含可选变量数据的消息来描述。此外,事件也有重要性的概念,这个重要性也可以被称为严重性级别(level)。
    1.日志的作用
    通过log的分析,可以方便用户了解系统或软件、应用的运行情况;如果你的应用log足够丰富,也可以分析以往用户的操作行为、类型喜好、地域分布或其他更多信息;如果一个应用的log同时也分了多个级别,那么可以很轻易地分析得到该应用的健康状况,及时发现问题并快速定位、解决问题,补救损失。
    简单来讲就是,我们通过记录和分析日志可以了解一个系统或软件程序运行情况是否正常,也可以在应用程序出现故障时快速定位问题。
    比如,做运维的同学,在接收到报警或各种问题反馈后,进行问题排查时通常都会先去看各种日志,大部分问题都可以在日志中找到答案。
    再比如,做开发的同学,可以通过IDE控制台上输出的各种日志进行程序调试。对于运维老司机或者有经验的开发人员,可以快速的通过日志定位到问题的根源。可见,日志的重要性不可小觑。日志的作用可以简单总结为以下3点:

    #程序调试
    #了解软件程序运行情况,是否正常
    #软件程序运行故障分析与问题定位

    如果应用的日志信息足够详细和丰富,还可以用来做用户行为分析,如:分析用户的操作行为、类型洗好、地域分布以及其它更多的信息,由此可以实现改进业务、提高商业利益。
    2.日志的等级
    我们先来思考下下面的两个问题:
    作为开发人员,在开发一个应用程序时需要什么日志信息?在应用程序正式上线后需要什么日志信息?
    作为应用运维人员,在部署开发环境时需要什么日志信息?在部署生产环境时需要什么日志信息?
    在软件开发阶段或部署开发环境时,为了尽可能详细的查看应用程序的运行状态来保证上线后的稳定性,我们可能需要把该应用程序所有的运行日志全部记录下来进行分析,这是非常耗费机器性能的。
    当应用程序正式发布或在生产环境部署应用程序时,我们通常只需要记录应用程序的异常信息、错误信息等,这样既可以减小服务器的I/O压力,也可以避免我们在排查故障时被淹没在日志的海洋里。那么,怎样才能在不改动应用程序代码的情况下实现在不同的环境记录不同详细程度的日志呢?这就是日志等级的作用了,我们通过配置文件指定我们需要的日志等级就可以了。
    不同的应用程序所定义的日志等级可能会有所差别,分的详细点的会包含以下几个等级:

    #DEBUG
    #INFO
    #NOTICE
    #WARNING
    #ERROR
    #CRITICAL
    #ALERT
    #EMERGENCY

    3.日志字段信息与日志格式
    一条日志信息对应的是一个事件的发生,而一个事件通常需要包括以下几个内容:
    #事件发生时间
    #事件发生位置
    #事件的严重程度--日志级别
    #事件内容

    上面这些都是一条日志记录中可能包含的字段信息,当然还可以包括一些其他信息,如进程ID、进程名称、线程ID、线程名称等。
    日志格式就是用来定义一条日志记录中包含那些字段的,且日志格式通常都是可以自定义的。

    说明:
    输出一条日志时,日志内容和日志级别是需要开发人员明确指定的。对于而其它字段信息,只需要是否显示在日志中就可以了。

    4.日志功能的实现
    几乎所有开发语言都会内置日志相关功能,或者会有比较优秀的第三方库来提供日志操作功能,比如:log4j,log4php等。它们功能强大、使用简单。Python自身也提供了一个用于记录日志的标准库模块--logging。

    三、logging模块简介
    logging模块定义的函数和类为应用程序和库的开发实现了一个灵活的事件日志系统。
    logging模块是Python的一个标准库模块,由标准库模块提供日志记录API的关键好处是所有Python模块都可以使用这个日志记录功能。
    所以,你的应用日志可以将你自己的日志信息与来自第三方模块的信息整合起来。

    1. logging模块的日志级别
    logging模块默认定义了以下几个日志等级,它允许开发人员自定义其他日志级别,但是这是不被推荐的,尤其是在开发供别人使用的库时,因为这会导致日志级别的混乱。

    日志等级(level) 描述
    DEBUG 最详细的日志信息,典型应用场景是 问题诊断
    INFO 信息详细程度仅次于DEBUG,通常只记录关键节点信息,用于确认一切都是按照我们预期的那样进行工作
    WARNING 当某些不期望的事情发生时记录的信息(如,磁盘可用空间较低),但是此时应用程序还是正常运行的
    ERROR 由于一个更严重的问题导致某些功能不能正常运行时记录的信息
    CRITICAL 当发生严重错误,导致应用程序不能继续运行时记录的信息

    开发应用程序或部署开发环境时,可以使用DEBUG或INFO级别的日志获取尽可能详细的日志信息来进行开发或部署调试;应用上线或部署生产环境时,应该使用WARNING或ERROR或CRITICAL级别的日志来降低机器的I/O压力和提高获取错误日志信息的效率。
    日志级别的指定通常都是在应用程序的配置文件中进行指定的。

    说明:
    #上面列表中的日志等级是从上到下依次升高的,即:DEBUG < INFO < WARNING < ERROR < CRITICAL,而日志的信息量是依次减少的;
    #当为某个应用程序指定一个日志级别后,应用程序会记录所有日志级别大于或等于指定日志级别的日志信息,而不是仅仅记录指定级别的日志信息,nginx、php等应用程序以及这里要提高的python的logging模块都是这样的。
    同样,logging模块也可以指定日志记录器的日志级别,只有级别大于或等于该指定日志级别的日志记录才会被输出,小于该等级的日志记录将会被丢弃。

    2. logging模块的使用方式介绍
    logging模块提供了两种记录日志的方式:
    #第一种方式是使用logging提供的模块级别的函数
    #第二种方式是使用Logging日志系统的四大组件
    其实,logging所提供的模块级别的日志记录函数也是对logging日志系统相关类的封装而已。

    logging模块定义的模块级别的常用函数
    函数 说明
    logging.debug(msg, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为DEBUG的日志记录
    logging.info(msg, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为INFO的日志记录
    logging.warning(msg, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为WARNING的日志记录
    logging.error(msg, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为ERROR的日志记录
    logging.critical(msg, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为CRITICAL的日志记录
    logging.log(level, *args, **kwargs) 创建一条严重级别为level的日志记录
    logging.basicConfig(**kwargs) 对root logger进行一次性配置

    其中logging.basicConfig(**kwargs)函数用于指定“要记录的日志级别”、“日志格式”、“日志输出位置”、“日志文件的打开模式”等信息,其他几个都是用于记录各个级别日志的函数。

    logging模块的四大组件
    组件 说明
    loggers 提供应用程序代码直接使用的接口
    handlers 用于将日志记录发送到指定的目的位置
    filters 提供更细粒度的日志过滤功能,用于决定哪些日志记录将会被输出(其它的日志记录将会被忽略)
    formatters 用于控制日志信息的最终输出格式

    说明: logging模块提供的模块级别的那些函数实际上也是通过这几个组件的相关实现类来记录日志的,只是在创建这些类的实例时设置了一些默认值。

    四、使用logging提供的模块级别的函数记录日志

    回顾下前面提到的几个重要信息:
    #可以通过logging模块定义的模块级别的方法去完成简单的日志记录
    #只有级别大于或等于日志记录器指定级别的日志记录才会被输出,小于该级别的日志记录将会被丢弃。
    1.最简单的日志输出
    先来试着分别输出一条不同日志级别的日志记录:

    import logging

    logging.debug("This is a debug log.")
    logging.info("This is a info log.")
    logging.warning("This is a warning log.")
    logging.error("This is a error log.")
    logging.critical("This is a critical log.")

    也可以这样写:
    logging.log(logging.DEBUG, "This is a debug log.")
    logging.log(logging.INFO, "This is a info log.")
    logging.log(logging.WARNING, "This is a warning log.")
    logging.log(logging.ERROR, "This is a error log.")
    logging.log(logging.CRITICAL, "This is a critical log.")

    输出结果:
    WARNING:root:This is a warning log.
    ERROR:root:This is a error log.
    CRITICAL:root:This is a critical log.

    五、logging模块日志流处理流程
    1. logging日志模块四大组件
    在介绍logging模块的日志流处理流程之前,我们先来介绍下logging模块的四大组件:
    组件名称 对应类名 功能描述
    日志器 Logger 提供了应用程序可一直使用的接口
    处理器 Handler 将logger创建的日志记录发送到合适的目的输出
    过滤器 Filter 提供了更细粒度的控制工具来决定输出哪条日志记录,丢弃哪条日志记录
    格式器 Formatter 决定日志记录的最终输出格式

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