C代码中如何得到python脚本异常时的traceback信息

在软件项目的开发过程中，我们总是试图让程序能够适应更多的应用环境以及业务流程，不管你对于需求的了解如何准确，也不管你做了有多么充分的估计，但有很多情况仍然让你无法应付，比如：需求是会变化的；维护项目的人不一定都能用C/C++写出没有内存问题的代码等等。

让软件系统能够适应更多变化的方法有很多种，高度的抽象、动态链接技术等等都是一直以来被大家采用较广的方法，那么今天我们要讨论的是脚本引擎的嵌入问题。通常我更喜欢c代码加上python脚本引擎的结构，python的好处就不多说了。不过在C中嵌入python脚本引擎调用之后也有一些非常麻烦的地方，比如不便于调试，因为我们的宿主应用程序必然会为python脚本wrap一些module、class、function等等，因此这带来了调试的难度，有时候仅仅依赖print是一件非常低效的事，那么我们如何得到python脚本在异常时的traceback情况呢？比如代码出现异常到底是在哪个脚本文件中，到底是哪行代码出了问题？错误又是什么呢？我们先来看看下面的函数：

#include 
#include 
#include 
#include 

void
process_python_exception(void)
{
char buf[512], *buf_p = buf;
PyObject *type_obj, *value_obj, *traceback_obj;
PyErr_Fetch(&type_obj, &value_obj, &traceback_obj);
if (value_obj == NULL)
 return;

if (!PyString_Check(value_obj))
 return;

char *value = PyString_AsString(value_obj);
size_t szbuf = sizeof(buf);
int l;
PyCodeObject *codeobj;

l = snprintf(buf_p, szbuf, _("Error Message:\n%s"), value);
buf_p += l;
szbuf -= l;

if (traceback_obj != NULL) {
 l = snprintf(buf_p, szbuf, _("\n\nTraceback:\n"));
 buf_p += l;
 szbuf -= l;

 PyTracebackObject *traceback = (PyTracebackObject *)traceback_obj;
 for (;traceback && szbuf > 0; traceback = traceback->tb_next) {
   codeobj = traceback->tb_frame->f_code;
   l = snprintf(buf_p, szbuf, "%s: %s(# %d)\n",
                PyString_AsString(codeobj->co_name),
                PyString_AsString(codeobj->co_filename),
                traceback->tb_lineno);
   buf_p += l;
   szbuf -= l;
 }
}

message_error_dialog_show(buf);

Py_XDECREF(type_obj);
Py_XDECREF(value_obj);
Py_XDECREF(traceback_obj);
}

PyErr_Fetch用来获取异常对象，并且同时可以得到traceback对象，traceback其实是一个PyTracebackObject结构体，可以在python的头文件traceback.h中找到，PyTracebackObject其实也是一个单向链表，可以通过其tb_next成员来枚举，其tb_frame则是一个_frame结构体，在frameobject.h头文件中可以看到，其中f_code就是我们需要的PyCodeObject结构体，PyCodeObject中就可以得到co_name和co_filename这两个关键的描述，一个是错误信息另一个是文件名称，PyTracebackObject的tb_lineno就是出错的行号，有了这些数据我们调试还有困难吗？

python扩展与嵌入的入门级FAQ

以下是我在开发一个应用中集成python脚本引擎的过程中所遇到的一些入门级问题，稍后再整理一些比较完整的关于python扩展与嵌入的日志。

1、如何在宿主应用中注册module？可在Py_Initialize之前调用PyImport_AppendInittab来注册，也可在Py_Initialize之后直接调用注册函数。

2、如何添加宿主应用脚本的路径到python搜索路径？在Py_Initialize之后通过PySys_GetObject("path")得到sys.path，然后再通过PyList_Insert加入宿主应用的脚本路径。

3、如何调用python模块中的函数？通过PyImport_ImportModule得到module，然后再通过PyModule_GetDict从module中得到dict，再通过PyDict_GetItemString得到函数对象，最后通过PyObject_CallObject或其它PyObject_Call系列函数调用，当然调用之前最好用PyCallable_Check检查，另外就是dict、func都属于Borrowed reference，因此不需要Py_DECREF或Py_XDECREF。

4、所有的wrapper函数都应该返回PyObject实例指针，即使在python中调用的时候并不需要返回值，但仍需要返回Py_None，相当于C/C++中的void，Py_INCREF(Py_None); return Py_None;当然也可以用宏Py_RETURN_NONE来代替。

gtk+开发中的几个小经验

1、在gtk+开发过程中，我们经常需要在event handler中来访问该窗口中的某些控件的信息，通常习惯于整一大堆全局变量，其实还有更好的方式，在glib的实现中我们可以通过g_object_set_data和g_object_get_data给一个GObject对象绑定自定义的数据及属性，g_object_set_data_full还可以在对象释放资源时通知你的回调函数来做资源释放处理，这样我们就可以给event handler传递一个窗口对象指针就行了，其它的数据及控件信息可以通过窗口对象得到我们想要的东西。

2、某些对象并未提供所有属性的存取方法，但只要是通过GObject继承下来的对象均可采用g_object_set、g_object_set_property及g_object_get、g_object_get_property来存取这些属性，如给TreeView中某一列的值要求居右则可以对gtk_cell_renderer_text_new()产生的GtkCellRenderer对象调用g_object_set(renderer, "xalign", 1.0, NULL)来达到居右的效果。

3、使用g_idle_add及g_timeout_add等函数中的时候一定要小心，由于代码延后执行，因此一定要保证其数据的生命周期，如下面的例子是我在开发一个项目应用中遇到的问题(注释掉的代码即为出现问题之后的修正代码)，传递的Python对象到代码执行的时候已经被释放掉了，因此出现了比较奇怪的现象：如果连续调用这个函数两次，结果加进去的两行信息全部都是最后一次的数据，当然可能还会有更奇特的现象发生。

static gboolean
_etc_main_win_add_trans(gpointer data)
{
PyObject *args = data;
if (PyTuple_Size(args) != lv_columns)
  return FALSE;

GtkWidget *listview;
GtkTreeModel *model;
GtkTreeIter iter;
int i;
GValue value;
PyObject *obj;

listview = GTK_WIDGET(g_object_get_data(G_OBJECT(main_window), "trans_list"));
model = gtk_tree_view_get_model(GTK_TREE_VIEW(listview));
gtk_list_store_append(GTK_LIST_STORE(model), &iter);
for (i = 0; i < lv_columns; ++i) {
  memset(&value, 0, sizeof(value));
  g_value_init(&value, lv_types[i]);
  obj = PyTuple_GetItem(args, i);
  switch(lv_types[i]) {
  case G_TYPE_INT:
    if (PyInt_Check(obj))
      g_value_set_int(&value, PyInt_AsLong(obj));
    break;

  case G_TYPE_LONG:
    if (PyLong_Check(obj))
      g_value_set_long(&value, PyLong_AsLong(obj));
    break;

  case G_TYPE_UINT:
    if (PyLong_Check(obj))
      g_value_set_uint(&value, PyLong_AsUnsignedLong(obj));
    break;

  case G_TYPE_ULONG:
    if (PyLong_Check(obj))
      g_value_set_ulong(&value, PyLong_AsUnsignedLong(obj));
    break;

  case G_TYPE_FLOAT:
    if (PyFloat_Check(obj))
      g_value_set_float(&value, PyFloat_AsDouble(obj));
    break;

  case G_TYPE_DOUBLE:
    if (PyFloat_Check(obj))
      g_value_set_double(&value, PyFloat_AsDouble(obj));
    break;

  default:
    if (PyString_Check(obj))
      g_value_set_string(&value, PyString_AsString(obj));
    break;
  }
  gtk_list_store_set_value(GTK_LIST_STORE(model), &iter, i, &value);
}

//Py_XDECREF(args);
  return FALSE;
}

void
etc_main_win_add_trans(PyObject *args)
{
//Py_INCREF(args);
  g_idle_add(_etc_main_win_add_trans, args);
}