Исключения и контекстные менеджеры: урок по Python

Хорошая обработка ошибок отличает production-код от скрипта. На собесе проверяют порядок выполнения try/except/else/finally, иерархию исключений и умение написать свой контекстный менеджер.

Полная форма try

try:
    data = load()
except FileNotFoundError:
    data = {}
except (ValueError, KeyError) as e:
    log.warning('битые данные: %s', e)
    raise
else:
    print('загружено без ошибок')   # только если в try не было исключения
finally:
    close_all()                     # всегда, даже при return и raise

except проверяются сверху вниз, срабатывает первый подходящий. Поэтому конкретные исключения пишут выше общих.
else выполняется, если try прошёл без исключения. Туда кладут код, ошибки которого не надо ловить этим же except.
finally выполняется всегда. Если в finally есть return, он перекроет и возвращаемое значение, и летящее исключение (поэтому так не пишут; с 3.14 на это есть предупреждение).

Иерархия

BaseException
 ├── SystemExit, KeyboardInterrupt, GeneratorExit
 └── Exception
      ├── ValueError, TypeError, KeyError, IndexError, ...
      ├── OSError (FileNotFoundError, TimeoutError, ConnectionError...)
      └── ваши исключения

except Exception не ловит KeyboardInterrupt и SystemExit, и это правильно. Голый except: ловит всё, включая Ctrl+C, это почти всегда ошибка.

Свои исключения и цепочки

class PaymentError(Exception):
    """Базовое исключение модуля оплаты."""

class CardDeclined(PaymentError):
    pass

try:
    gateway.charge()
except httpx.TimeoutException as e:
    raise PaymentError('шлюз не ответил') from e

raise ... from e сохраняет причину в __cause__, и traceback покажет обе ошибки. Внутри except без from причина всё равно попадёт в __context__ («During handling of the above exception...»). from None скрывает контекст.

Голый raise внутри except пробрасывает текущее исключение с исходным traceback. С 3.11 к исключению можно добавить пояснение: e.add_note('order_id=42').

ExceptionGroup и except*

С Python 3.11 несколько независимых ошибок можно бросить разом: ExceptionGroup('msg', [e1, e2]). Так делает asyncio.TaskGroup, когда падают несколько задач. Ловят их через except*: каждая ветка обрабатывает свою часть группы.

try:
    async with asyncio.TaskGroup() as tg: ...
except* TimeoutError as eg:
    ...
except* ValueError as eg:
    ...

EAFP против LBYL

Python-стиль: «проще попросить прощения, чем разрешения» (EAFP). Вместо if key in d: x = d[key] пишут try: x = d[key] except KeyError: .... Проверка заранее (LBYL) в многопоточном коде ещё и создаёт гонку: файл может исчезнуть между проверкой и открытием.

Контекстные менеджеры

with гарантирует освобождение ресурса. Протокол: __enter__ (его результат попадает в as) и __exit__(exc_type, exc, tb). Если __exit__ вернул истину, исключение подавляется.

class Timer:
    def __enter__(self):
        self.start = time.perf_counter()
        return self
    def __exit__(self, exc_type, exc, tb):
        self.elapsed = time.perf_counter() - self.start
        return False   # исключения не глотаем

Короче через генератор:

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def transaction(conn):
    conn.begin()
    try:
        yield conn
    except Exception:
        conn.rollback()
        raise
    else:
        conn.commit()

Полезное из contextlib: suppress(FileNotFoundError), closing, ExitStack (динамическое число ресурсов), nullcontext, асинхронные asynccontextmanager и async with.

Частые ошибки

except Exception: pass: ошибка проглочена, отладить невозможно.
raise e вместо raise: traceback начнётся с этой строки (и лишний кадр).
return в finally.
Широкий try на весь метод вместо одной опасной строки.
@contextmanager без try/finally вокруг yield: при исключении очистка не выполнится.

Что спросят на собесе

Порядок выполнения try/except/else/finally, что вернёт функция с return в try и в finally.
Чем except Exception отличается от except: и except BaseException.
Как сделать своё исключение, зачем raise from.
Как работает with, как написать контекстный менеджер двумя способами.
Что такое ExceptionGroup и except*.

Исключения и контекстные менеджеры в Python