Python 开发模式
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3.7 新版功能.

Python 开发模式引入了额外的运行时检查，由于成本太高，所以默认情况下是
不启用的。如果代码是正确的，它不应该比默认情况的更加详细；只有在检测到
问题的时候才会发出新的警告。

它可以通过 "-X dev" 命令行选项或通过设置 "PYTHONDEVMODE" 环境变量为
"1" 来启用。


Python 开发模式的效果
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启用 Python 开发模式后的效果，与以下命令类似，不过还有下面的额外效果：

   PYTHONMALLOC=debug PYTHONASYNCIODEBUG=1 python3 -W default -X faulthandler

Python 开发模式的效果：

* 加入 "default" warning filter 。下述警告信息将会显示出来：

  * "DeprecationWarning"

  * "ImportWarning"

  * "PendingDeprecationWarning"

  * "ResourceWarning"

  通常上述警告是由默认的 warning filters 负责处理的。

  其行为相当于使用了 "-W default" 命令行选项。

  使用命令行参数 "-W error" 或将环境变量 "PYTHONWARNINGS" 设为 "error"
  ，可将警告视为错误。

* 在内存分配程序中安装调试钩子，用以查看：

  * 缓冲区下溢

  * 缓冲区上溢

  * 内存分配 API 冲突

  * 不安全的 GIL 调用

  参见 C 函数 "PyMem_SetupDebugHooks()" 。

  效果类似于将环境变量 "PYTHONMALLOC" 设为 "debug"。

  若要启用 Python 开发模式，却又不要在内存分配程序中安装调试钩子，请将
  环境变量 "PYTHONMALLOC" 设为 "default"。

* 在启动 Python 时调用 "faulthandler.enable()" ，会安装 "SIGSEGV" 、
  "SIGFPE" 、 "SIGABRT" 、 "SIGBUS" 和 "SIGILL" 信号的处理程序，以便在
  程序崩溃时将 Python 跟踪信息转储下来。

  其行为如同使用了 "-X faulthandler" 命令行选项或将
  "PYTHONFAULTHANDLER" 环境变量设为 "1"。

* 启用 asyncio debug mode。比如 "asyncio" 会检查没有等待的协程并记录下
  来。

  效果如同将环境变量 "PYTHONASYNCIODEBUG" 设为 "1"。

* 检查字符串编码和解码函数的 *encoding* 和 *errors* 参数。例如：
  "open()" 、 "str.encode()" 和 "bytes.decode()"。

  为了获得最佳性能，默认只会在第一次编码/解码错误时才会检查  *errors*
  参数，有时 *encoding* 参数为空字符串时还会被忽略。

* "io.IOBase" 的析构函数会记录 "close()" 触发的异常。

* 将 "sys.flags" 的 "dev_mode" 属性设为 "True"。

Python 开发模式下，默认不会启用 "tracemalloc" 模块，因为其性能和内存开
销太大。启用 "tracemalloc" 模块后，能够提供有关错误来源的一些额外信息
。例如，"ResourceWarning" 记录了资源分配的跟踪信息，而缓冲区溢出错误记
录了内存块分配的跟踪信息。

Python 开发模式不会阻止命令行参数 "-O" 删除 "assert" 语句，也不会阻止
将 "__debug__" 设为 "False"。

在 3.8 版更改: 现在， "io.IOBase" 的析构函数会记录 "close()" 触发的异
常。

在 3.9 版更改: 现在，字符串编码和解码操作时会检查 *encoding* 和
*errors* 参数。


ResourceWarning 示例
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以下示例将统计由命令行指定的文本文件的行数：

   import sys

   def main():
       fp = open(sys.argv[1])
       nlines = len(fp.readlines())
       print(nlines)
       # The file is closed implicitly

   if __name__ == "__main__":
       main()

上述代码没有显式关闭文件。默认情况下，Python 不会触发任何警告。下面用
README.txt 文件测试下，有 269 行。

   $ python3 script.py README.txt
   269

启用 Python 开发模式后，则会显示一条 "ResourceWarning" 警告。

   $ python3 -X dev script.py README.txt
   269
   script.py:10: ResourceWarning: unclosed file <_io.TextIOWrapper name='README.rst' mode='r' encoding='UTF-8'>
     main()
   ResourceWarning: Enable tracemalloc to get the object allocation traceback

启用 "tracemalloc" 后，则还会显示打开文件的那行代码：

   $ python3 -X dev -X tracemalloc=5 script.py README.rst
   269
   script.py:10: ResourceWarning: unclosed file <_io.TextIOWrapper name='README.rst' mode='r' encoding='UTF-8'>
     main()
   Object allocated at (most recent call last):
     File "script.py", lineno 10
       main()
     File "script.py", lineno 4
       fp = open(sys.argv[1])

修正方案就是显式关闭文件。下面用上下文管理器作为示例：

   def main():
       # Close the file explicitly when exiting the with block
       with open(sys.argv[1]) as fp:
           nlines = len(fp.readlines())
       print(nlines)

未能显式关闭资源，会让资源打开时长远超预期；在退出 Python 时可能会导致
严重问题。这在 CPython 中比较糟糕，但在 PyPy 中会更糟。显式关闭资源能
让应用程序更加稳定可靠。


文件描述符错误示例
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显示自身的第一行代码：

   import os

   def main():
       fp = open(__file__)
       firstline = fp.readline()
       print(firstline.rstrip())
       os.close(fp.fileno())
       # The file is closed implicitly

   main()

默认情况下，Python 不会触发任何警告：

   $ python3 script.py
   import os

在 Python 开发模式下，会在析构文件对象时显示 "ResourceWarning" 并记录
“Bad file descriptor” 错误。

   $ python3 script.py
   import os
   script.py:10: ResourceWarning: unclosed file <_io.TextIOWrapper name='script.py' mode='r' encoding='UTF-8'>
     main()
   ResourceWarning: Enable tracemalloc to get the object allocation traceback
   Exception ignored in: <_io.TextIOWrapper name='script.py' mode='r' encoding='UTF-8'>
   Traceback (most recent call last):
     File "script.py", line 10, in <module>
       main()
   OSError: [Errno 9] Bad file descriptor

"os.close(fp.fileno())" 会关闭文件描述符。当文件对象析构函数试图再次关
闭文件描述符时会失败，并触发 "Bad file descriptor" 错误。每个文件描述
符只允许关闭一次。在最坏的情况下，关闭两次会导致程序崩溃（示例可参见
bpo-18748 ）。

修正方案是删除 "os.close(fp.fileno())" 这一行，或者打开文件时带上
"closefd=False" 参数。
