Python运行程序的热交换

Question

下面的代码允许您在运行时修改runtime.py的内容。换句话说，您不必中断runner.py。

#runner.py
import time
import imp

def main():
    while True:
        mod = imp.load_source("runtime", "./runtime.py")
        mod.function()
        time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    main()

运行时导入的模块是：

# runtime.py
def function():
    print("I am version one of runtime.py")

这个基本机制允许您“如何交换”Python代码（la Erlang）。有更好的选择吗？

请注意，这只是一个学术问题，因为我没有必要这样做。不过，我有兴趣进一步了解Python运行时。

编辑：

我创建了以下解决方案：一个Engine对象为模块中包含的函数提供一个接口（在本例中，该模块称为engine.py）。Engine对象还生成一个线程，该线程监视源文件中的更改，如果检测到更改，则调用引擎上的notify()方法，该方法重新加载源文件。

在我的实现中，更改检测基于每frequency秒轮询一次检查文件的SHA1校验和，但是其他实现是可能的。

在本例中，检测到的每个更改都会记录到名为hotswap.log的文件中，在该文件中会注册校验和。

检测更改的其他机制可以是服务器或在Monitor线程中使用inotify。

import imp
import time
import hashlib
import threading
import logging

logger = logging.getLogger("")

class MonitorThread(threading.Thread):
    def __init__(self, engine, frequency=1):
        super(MonitorThread, self).__init__()
        self.engine = engine
        self.frequency = frequency
        # daemonize the thread so that it ends with the master program
        self.daemon = True 

    def run(self):
        while True:
            with open(self.engine.source, "rb") as fp:
                fingerprint = hashlib.sha1(fp.read()).hexdigest()
            if not fingerprint == self.engine.fingerprint:
                self.engine.notify(fingerprint)
            time.sleep(self.frequency)

class Engine(object):
    def __init__(self, source):
        # store the path to the engine source
        self.source = source        
        # load the module for the first time and create a fingerprint
        # for the file
        self.mod = imp.load_source("source", self.source)
        with open(self.source, "rb") as fp:
            self.fingerprint = hashlib.sha1(fp.read()).hexdigest()
        # turn on monitoring thread
        monitor = MonitorThread(self)
        monitor.start()

    def notify(self, fingerprint):
        logger.info("received notification of fingerprint change ({0})".\
                        format(fingerprint))
        self.fingerprint = fingerprint
        self.mod = imp.load_source("source", self.source)

    def __getattr__(self, attr):
        return getattr(self.mod, attr)

def main():
    logging.basicConfig(level=logging.INFO, 
                        filename="hotswap.log")
    engine = Engine("engine.py")
    # this silly loop is a sample of how the program can be running in
    # one thread and the monitoring is performed in another.
    while True:
        engine.f1()
        engine.f2()
        time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    main()

engine.py文件：

# this is "engine.py"
def f1():
    print("call to f1")

def f2():
    print("call to f2")

日志样本：

INFO:root:received notification of fingerprint change (be1c56097992e2a414e94c98cd6a88d162c96956)
INFO:root:received notification of fingerprint change (dcb434869aa94897529d365803bf2b48be665897)
INFO:root:received notification of fingerprint change (36a0a4b20ee9ca6901842a30aab5eb52796649bd)
INFO:root:received notification of fingerprint change (2e96b05bbb8dbe8716c4dd37b74e9f58c6a925f2)
INFO:root:received notification of fingerprint change (baac96c2d37f169536c8c20fe5935c197425ed40)
INFO:root:received notification of fingerprint change (be1c56097992e2a414e94c98cd6a88d162c96956)
INFO:root:received notification of fingerprint change (dcb434869aa94897529d365803bf2b48be665897)

再次-这是一个学术讨论，因为我现在不需要热交换Python代码。不过，我喜欢能够稍微了解运行时，并认识到什么是可能的，什么是不可能的。注意，如果加载机制正在使用资源，则可以添加锁；如果模块未成功加载，则可以添加异常处理。

评论？

Answer 1

您可以轮询runtime.py文件，等待其更改。一旦改变了，打电话

reload(runtime)

在调试python模块时，我在交互式python命令提示符中使用这种方法（除了手动调用reload（），我不轮询任何内容）。

编辑： 要检测文件中的更改，请签出this SO question。轮询可能是最可靠的选项，但我只在修改的时间更新时重新加载文件，而不是在每次轮询时重新加载它。您还应该考虑在重新加载时捕获异常，特别是语法错误。您可能会遇到也可能不会遇到线程安全问题。

Answer 2

如果希望在使用“从函数导入”等时找到热交换代码，则需要覆盖模块的全局变量，例如，如果使用：

import mylib

在代码asign中加载模块时，需要将新模块分配给mylib。另一个提示是，在使用线程的程序中尝试此操作，以了解线程是否安全，并且，当使用多处理时，仅在一个进程中发现此操作，对于所有进程中的更改代码都需要加载新代码，则必须在多进程中尝试此操作是否安全。

并且，如果有新的代码或者不加载相同的代码，首先要检查是否有趣。在Python中，只有您可以加载一个新模块并替换模块的变量名，但是如果您真的需要一个好的热更改代码，请参阅Erlang语言和OTP，这非常好。

Answer 3

globe = __import__('copy').copy(globals())
while True:
    with open('runtime.py', 'r') as mod:
        exec mod in globe
    __import__('time').sleep(1)

将以几乎没有污染的globals()和locals()重复读取和运行runtime.py，并且不会污染全局作用域，但是所有运行时的命名空间都将在globe中可用