在Linux/Mac下如何為Python函數添加超時時間

這篇文章主要介紹在Linux/Mac下如何為Python函數添加超時時間，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

我們在使用 requests 這類網絡請求第三方庫時，可以看到它有一個參數叫做 timeout ，就是指在網絡請求發出開始計算，如果超過 timeout 還沒有收到返回，就拋出超時異常。(當然存在特殊情況timeout 會失效，請看Timeouts and cancellation for humans* 這篇文章中作者的舉例，我們不考慮這種特殊情況）。

但大家有沒有考慮過，如何為普通的函數設置超時時間？特別是在運行一些數據處理、AI 相關的代碼時，某個函數可能會運行很長時間，我們想實現，在函數運行超過特定的時間時，自動報錯。

例如有這樣一個場景，我寫了一個函數 calc_statistic(datas) ，根據用戶傳入的數據計算某個值。但如果用戶傳入的數據非常大，這個函數就可能運行很長時間。我想設置讓這個函數最多運行10秒鐘。如果10秒還沒有運行完成，就報錯。應該怎么辦呢？

如果你的電腦操作系統是 Linux 或者 macOS，那么 可以使用 signal 來解決。

在公眾號前幾天的文章中，我們介紹了使用signal來接管鍵盤的中斷信號，用到的是 signal.SIGINT 。今天我們要用到的是 signal.SIGALRM 。

首先我們來看看這個信號的使用方法：

import time
import signal
def handler(signum, _):
  print('定時到！')
  raise Exception('定時到了！')
def clac_statistic(datas):
  time.sleep(100)
signal.signal(signal.SIGALRM, handler)
signal.alarm(5)
clac_statistic('xxx')

運行效果如下圖所示：

首先綁定 signal.SIGALRM 事件到 handler 函數中，然后使用 signal.alarm(10) 延遲10秒發送一個信號。10秒到了以后，函數 handler 被運行。在函數中拋出了一個異常，導致程序結束。 clac_statistic 函數原本要運行100秒，但是在10秒以后就停止了，從而實現了函數的超時功能。

基于以上原理，我們實現一個裝飾器，來簡化為不同函數設置超時功能：

import time
import signal
class FuncTimeoutException(Exception):
  pass
def handler(signum, _):
  raise FuncTimeoutException('函數定時到了！')
def func_timeout(times=0):
  def decorator(func):
    if not times:
      return func
    def wraps(*args, **kwargs):
      signal.alarm(times)
      result = func(*args, **kwargs)
      signal.alarm(0) # 函數提前運行完成，取消信號
      return result
    return wraps
  return decorator
signal.signal(signal.SIGALRM, handler)

我們來試一試測試一下這個函數超時裝飾器。首先測試函數的運行時間小于超時時間時，程序正常運行沒有問題：

再來測試一下函數運行時間超過超時時間的情況：

正常拋出 FuncTimeoutException 異常。

那我們在實際使用中，可以使用 try...except FuncTimeoutException 捕獲這個異常，然后實現自定義的處理流程，例如：

try:
  clac_statistic(100)
except FuncTimeException:
  print('該函數運行超時，運行自定義的處理流程')

當然你如果想直接跳過這個異常也沒問題：

import contextlib:
with contextlib.supress(FuncTimeException):
  clac_statistic(100)

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