近期工作中应用Python的一些经验总结
本文由Markdown语法编辑器编辑完成。
1. Python
在来新公司前，也间断地接触过Python编程，比如医学影像处理的图像库VTK就已经有Python的实现；Paraview也可以开启Python的监测，将用户在界面上的操作录制成Python脚本，供之后再进行重复调用。在人工智能领域，Python更是应用广泛，各种深度学习的框架，都是用Python语言撰写。
进入了新公司后，除了前端是用JS实现外，其余模块的后端语言都是用Python实现。因此，我在近一个月的工作中，也是在边学边用Python。虽然说编程语言的思想都基本相同，但有时候还是会由于一些编程思想的疏忽，引起一些问题。这里记录一下最近这段时间，在代码review的过程中，发现的一些编码问题。对于自己在软件架构，编程思想等方面的提高做一些必要的积累。
2. Python的编码思想和规范
（1） Python的异常处理
Python的异常处理类似于Java，也是通过try...catch的语法块来进行异常捕捉。一般在工程项目中，需要在有异常或错误的地方记录相应级别的日志。那么什么时候去记录日志，什么时候去抛异常，是抛程序自己的异常，还是为了统一格式而抛自己提前定义好的异常，这些都是需要提前定义好编码规则的。
先说一个原则就是：在函数的调用关系中，当最底层的函数运行有异常时，可以记录异常的日志，抛异常时需要抛原始的异常，而不应该抛自己定义的异常。 因为如果抛自己定义的异常，这样在调用该函数时，虽然依然可以捕捉到自己定义的异常，但是会丢失掉原来异常的链，也就是无法追踪到最原始的引起异常的地方。
（2）慎用成员变量
Python虽然是非编译性语言，但是它也具有面向对象的特性，因此可以用Python创建类，类里可以定义属性和方法。但是，这里一定要慎用属性（成员变量）。因为如果将一个属性定义为成员变量，那么这个属性值会随着这个类的对象一直存在。这样，如果在只创建一个类的对象，而多次用不同的参数来调用这个类的方法时，有可能会因为这个类的成员变量值，由于还保存着上一次调用时的值，而直接作用于下一次的函数调用，从而产生无法预知的错误。
之前，我无意识地将一个属性设置为成员变量后，在调用类的方法时，不管外边传入的参数是什么值，输出始终都是固定不变的。当时百思不得其解，后来通过debug代码，才发现原来是由于将一个变量设置为了成员变量，而且这个成员变量是一个list. 所以每调用一次函数，都相当于往这个list类型的成员变量里面append一个元素，而最后输出的值是这个list的第一个元素。因此不管用什么参数来调用这个函数，始终输出的都是第一次调用时的那个返回值（list的第一个元素）。根本原因，就是每次调用完这个函数后，没有将这个成员变量清空而导致的。找到问题后，将这个成员变量修改为局部变量。这样每次调用完函数后，这个局部变量便会被销毁。之前遇到的问题也就迎刃而解了。
（3）Python多线程引起的问题
之前在实现一个基于python的第三方库 filesystem的ftp连接，下载文件和关闭ftp连接时，由于没有意识到多线程的问题，而发生了意想不到的错误。
在自己本地开发测试时，由于没有用多线程来测试，因此只是按照只有一个线程的思维，首先根据ftp的连接参数创建ftp连接，然后再根据传入的根目录下载文件，下载完毕后关闭ftp连接。看起来这个流程是没有问题的。但是，当真正在多线程的环境下开始测试的时候，程序便在“关闭ftp连接时报错。”出错的原因是说，不能关闭未连接的ftp。
当时一直没有想明白是什么原因，既然代码已经走到了关闭连接的地方，那么必然是之前先连接了ftp，并且已经完成了文件下载的呀，怎么会提示要关闭的ftp是未连接状态的呢。
后来，在同事的提醒下，知道这个是多线程的。因此，其实是同时有很多的线程在运行，而且由于整个多线程，是共用着一个ftp连接。因此，完全有可能一个线程刚把ftp连接起来，当这个线程完成了下载文件的操作后，准备去关闭这个ftp连接时，却发现这个ftp连接已经被先于它下载完文件的线程给关闭了ftp连接。因此，才会发生前文中的异常。
了解了问题的根源后，便可以对症下药了。那就是在每次关闭线程时，不能像原来那样，直接把成员变量的ftp（当时是将ftp的连接设置为成员变量了）连接给关闭。这个ftp连接，当时除了基本的ip，username, password外，还有一个root_path。而每一个root_path其实是不同的。因此，本质上这个ftp的连接，其实如果加上后面的root_path是不同的。但是如果只以前面的三个参数连接时是相同的。
因此，最终的解决思路是，不降ftp连接作为成员变量，而是每次将在下载文件前建立的ftp连接对象（由: ip, username, password和root_path构成的连接串）返回，关闭ftp连接时，关闭返回来的这个ftp连接。这样，就能保证每一个线程关闭的ftp连接都是属于这个线程特有的ftp连接，而不会去关闭大家公用的那个ftp主连接（由: ip, username, password）。这样多线程之间便不会相互干扰了。
3. 参考链接
- 《程序设计思想与方法》， 陆朝俊编著， 上海交通大学通识课“计算思维课程”教材
https://wizardforcel.gitbooks.io/sjtu-cs902-courseware/content/index.html
未完待续......
