• python实现tail -f 功能


    这篇文章最初是因为reboot的群里,有人去面试,笔试题有这个题,不知道怎么做,什么思路,就发群里大家讨论

    我想了一下,简单说一下我的想法吧,当然,也有很好用的pyinotify模块专门监听文件变化,不过我更想介绍的,是解决的思路,毕竟作为面试官,还是想看到一下解决问题的思路,而且我觉得这一题的难点不在于监控文件增量,而在于怎么打印最后面10行

    希望大家读这篇文章前,对python基础、处理文件和常用模块有一个简单的了解,知道下面几个名词是啥

    open('a.txt')
    file.seek
    file.tell
    time.sleep()
    

    下面思路限于我个人知识,免不了有错误和考虑不周的,希望大家有更好的方法提出来,我随时优化代码,题目的感觉没啥太多的坑,下面让天真烂漫的蜗牛教大家用python的思路

    怎么用python实现

    其实思路也不难啦

    • 打开这个文件,指针移到最后
    • 每隔一秒就尝试readline一下,有内容就打印出来,没内容就sleep
    • 大概就是这么个意思

    监听文件

    思路如下:

    • 用open打开文件
    • 用seek文件指针,给大爷把跳到文件最后面
    • while True进行循环
      持续不停的readline,如果能读到内容,打印出来即可

    代码呼之欲出

    with open('test.txt') as f:
        f.seek(0,2)
        while True:
            last_pos = f.tell()
            line = f.readline()
            if line:
                print line
    

    代码说明

    • seek第二个参数2,意思就是从文件结尾处开始seek,更标准的写法使用os模块下面的SEEK_END,可读性更好
    • 只写出了简单的逻辑,代码简单粗暴,如果这个题目是10分的话,最多也就拿4分吧,不能再多了

    优化点

    • print有缺陷,每次都是新的一行,换成sys.stdout.write(line)更和谐
    • 文件名传参,不能写死
    • 直接打印可以当成默认行为,具体要做什么,可以写成函数处理,这样我们就可以把新行做其他处理,比如展示在浏览器里
    • 加上容错处理,比如文件不存在会报错
    • while True一直都文件,比较耗性能,每读一次,间隔一秒比较靠谱
      调用time.sleep(1)
    • 用类来组织代码

    实例代码如下

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    import sys
    import time
    
    class Tail():
        def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
            self.file_name = file_name
            self.callback = callback
        def follow(self):
    
            try:
                with open(self.file_name) as f:
                    f.seek(0,2)
                    while True:
                        line = f.readline()
                        if line:
                            self.callback(line)
                        time.sleep(1)
            except Exception,e:
                print '打开文件失败,囧,看看文件是不是不存在,或者权限有问题'
                print e
    

    使用方法:

    # 使用默认的sys.stdout.write打印到屏幕
    py_tail = Tail('test.txt')
    py_tail.follow()
    
    # 自己定义处理函数
    
    def test_tail(line):
        print 'xx'+line+'xx'
    
    py_tail1 = Tail('test.txt', test_tail)
    py_tail1.follow()
    

    咦 等等,tail -f 默认还会打印最后10行,这个好像才是这个题目的难点所在,众所周知,python里读文件指针,只能移动到固定位置,不能判断是哪一行,囧,先实现简单的,逐渐加强吧

    默认打印最后10行

    现在这个代码,大概能拿6分啦,我们还有一个功能没做,那就是打印最后n行,默认是10行,现在把这个功能加上,加一个函数就行啦

    文件小的时候

    我们知道,readlines可以获取所有内容,并且分行,代码呼之欲出,获取list最后10行很简单有么有,切片妥妥的

    # 演示代码,说明核心逻辑,完整代码在下面
    last_lines = f.readlines()[-10:]
    for line in last_lines:
        self.callback(line)
    

    此时代码变成这样了

    import sys
    import time
    
    class Tail():
        def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
            self.file_name = file_name
            self.callback = callback
        def follow(self,n=10):
            try:
                with open(self.file_name) as f:
                    self._file = f
                    self.showLastLine(n)
                    self._file.seek(0,2)
                    while True:
                        line = self._file.readline()
                        if line:
                            self.callback(line)
            except Exception,e:
                print '打开文件失败,囧,看看文件是不是不存在,或者权限有问题'
                print e
        def showLastLine(self, n):
            last_lines = self._file.readlines()[-10:]
            for line in last_lines:
                self.callback(line)
    

    更进一步:大的日志怎么办

    此时代码有7分时很随意啦,但是如果文件特别大呢,特别是日志文件,很容易几个G,我们只需要最后几行,全部读出来内存受不了,所以我们要继续优化showLastLine函数,我觉得这才是这题的难点所在

    大概的思路如下

    • 我先估计日志一行大概是100个字符,注意,我只是估计一个大概,多了也没关系,我们只是需要一个初始值,后面会修正

    • 我要读十行,所以一开始就seek到离结尾1000的位置seek(-1000,2),把最后1000个字符读出来,然后有一个判断

    • 如果这1000个字符长度大于文件长度,不用管了 属于级别1的情况,直接read然后split

    • 如果1000个字符里面的换行符大于10,说明1000个字符里,大于10行,那也好办,处理思路类似级别1,直接split取后面十个

    • 问题就在于 如果小于10怎么处理
      比如1000个里,只有四个换行符,说明一行大概是1000/4=250个字符,我们还缺6行,所以我们再读250*5=1500,一共有2500的大概比较靠谱,然后在对2500个字符进行相同的逻辑判断,直到读出的字符里,换行符大于10,读取结束

    逻辑清晰以后,代码就呼之欲出啦

    加上注释的版本

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    
    import sys
    import time
    
    class Tail():
        def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
            self.file_name = file_name
            self.callback = callback
        def follow(self,n=10):
            try:
                # 打开文件
                with open(self.file_name) as f:
                    self._file = f
                    self._file.seek(0,2)
                    # 存储文件的字符长度
                    self.file_length = self._file.tell()
                    # 打印最后10行
                    self.showLastLine(n)
                    # 持续读文件 打印增量
                    while True:
                        line = self._file.readline()
                        if line:
                            self.callback(line)
                        time.sleep(1)
            except Exception,e:
                print '打开文件失败,囧,看看文件是不是不存在,或者权限有问题'
                print e
        def showLastLine(self, n):
            # 一行大概100个吧 这个数改成1或者1000都行
            len_line = 100
            # n默认是10,也可以follow的参数传进来
            read_len = len_line*n
            # 用last_lines存储最后要处理的内容
            while True:
                # 如果要读取的1000个字符,大于之前存储的文件长度
                # 读完文件,直接break
                if read_len>self.file_length:
                    self._file.seek(0)
                    last_lines = self._file.read().split('
    ')[-n:]
                    break
                # 先读1000个 然后判断1000个字符里换行符的数量
                self._file.seek(-read_len, 2)
                last_words = self._file.read(read_len)
                # count是换行符的数量
                count = last_words.count('
    ')
                
                if count>=n:
                    # 换行符数量大于10 很好处理,直接读取
                    last_lines = last_words.split('
    ')[-n:]
                    break
                # 换行符不够10个
                else:
                    # break
                    #不够十行
                    # 如果一个换行符也没有,那么我们就认为一行大概是100个
                    if count==0:
    
                        len_perline = read_len
                    # 如果有4个换行符,我们认为每行大概有250个字符
                    else:
                        len_perline = read_len/count
                    # 要读取的长度变为2500,继续重新判断
                    read_len = len_perline * n
            for line in last_lines:
                self.callback(line+'
    ')
    if __name__ == '__main__':
        py_tail = Tail('test.txt')
        py_tail.follow(20)
    

    效果如下,终于可以打印最后几行了,大家可以试一下,无论日志每行只有1个,还是每行有300个字符,都是可以打印最后10行的

    能做到这个地步,一般的面试官就直接被你搞定了,这个代码大概8分吧,如果还想再进一步,还有一些可以优化的地方,代码放github上了,有兴趣的可以拿去研究

    待优化:留给大家作为扩展

    • 如果你tail -f的过程中,日志被备份清空或者切割了,怎么处理
      其实很简单,你维护一个指针位置,如果下次循环发现文件指针位置变了,从最新的指针位置开始读就行
    • 具体每种错误的类型
      我这里只是简单的try 可以写个函数,把文件不存在,文件没权限这些报错信息分开
    • 性能小优化,比如我第一次读了1000,只有4行,我大概估计每行250个字符,总体需要2500行,下次没必要直接读2500个,而是读1500行和之前1000行拼起来即可

    最后大杀器 如果写出来这个,基本面试官会直接

    打死你

    import os
    def tail(file_name):
        os.system('tail -f '+file_name)
    
    tail('log.log')
    
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