利用C#守護Python進程的方法

更新時間：2019年10月01日 09:59:50 作者：hippie

這篇文章主要給大家介紹了關于如何利用C#守護Python進程的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家學習或者使用C#具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起學習學習吧

背景#

目前我主要負責的一個項目是一個 C/S 架構(gòu)的客戶端開發(fā)，前端主要是通過 WPF 相關技術來實現(xiàn)，后端是通過 Python 來實現(xiàn)，前后端的數(shù)據(jù)通信則是通過 MQ 的方式來進行處理。由于 Python 進程是需要依賴客戶端進程來運行，為了保證后端業(yè)務進程的穩(wěn)定性，就需要通過一個守護進程來守護 Python 進程，防止其由于未知原因而出現(xiàn)進程退出的情況。這里簡單記錄一下我的一種實現(xiàn)方式。

實現(xiàn)#

對于我們的系統(tǒng)而言，我們的 Python 進程只允許存在一個，因此，對應的服務類型要采用單例模式，這一部分代碼相對簡單，就直接貼出來了，示例代碼如下所示：

public partial class PythonService
{
 private static readonly object _locker = new object();

 private static PythonService _instance;
 public static PythonService Current
 {
 get
 {
 if (_instance == null)
 {
 lock (_locker)
 {
 if (_instance == null)
 {
 _instance = new PythonService();
 }
 }
 }
 return _instance;
 }
 }

 private PythonService()
 {

 }
}

創(chuàng)建獨立進程#

由于后端的 Python 代碼運行需要安裝一些第三方的擴展庫，所以為了方便，我們采用的方式是總結(jié)將 python 安裝文件及擴展包和他們的代碼一并打包到我們的項目目錄中，然后創(chuàng)建一個 Python 進程，在該進程中通過設置環(huán)境變量的方式來為 Python 進程進行一些環(huán)境配置。示例代碼如下所示：

public partial class PythonService
{
 private string _workPath => Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "scripts");
 private string _pythonPath => Path.Combine(_workPath, "python27");

 private bool isRunning = false;
 private int taskPID = -1;

 public void Start()
 {
 taskPID = CreateProcess();
 isRunning = taskPID != -1;

 var msg = isRunning ? "服務啟動成功..." : "服務啟動失敗...";
 Trace.WriteLine(msg);
 }

 public void Stop()
 {
 KillProcessAndChildren(taskPID);

 isRunning = false;
 taskPID = -1;
 }

 private int CreateProcess()
 {
 KillProcessAndChildren(taskPID);

 int pid = -1;
 var psi = new ProcessStartInfo(Path.Combine(_pythonPath, "python.exe"))
 {
 UseShellExecute = false,
 WorkingDirectory = _workPath,
 ErrorDialog = false
 };

 psi.CreateNoWindow = true;

 var path = psi.EnvironmentVariables["PATH"];
 if (path != null)
 {
 var array = path.Split(new[] { ';' }).Where(p => !p.ToLower().Contains("python")).ToList();
 array.AddRange(new[] { _pythonPath, Path.Combine(_pythonPath, "Scripts"), _workPath });
 psi.EnvironmentVariables["PATH"] = string.Join(";", array);
 }
 var ps = new Process { StartInfo = psi };
 if (ps.Start())
 {
 pid = ps.Id;
 }
 return pid;
 }

 private static void KillProcessAndChildren(int pid)
 {
 // Cannot close 'system idle process'.
 if (pid <= 0)
 {
 return;
 }

 ManagementObjectSearcher searcher = new ManagementObjectSearcher("Select * From Win32_Process Where ParentProcessID=" + pid);
 ManagementObjectCollection moc = searcher.Get();
 foreach (ManagementObject mo in moc)
 {
 KillProcessAndChildren(Convert.ToInt32(mo["ProcessID"]));
 }
 try
 {
 Process proc = Process.GetProcessById(pid);
 proc.Kill();
 }
 catch (ArgumentException)
 {
 // Process already exited.
 }
 catch (Win32Exception)
 {
 // Access denied
 }
 }
}

這里有一點需要注意一下，建議使用 PID 來標識我們的 Python 進程，因為如果你使用進程實例或其它方式來對當前運行的進程設置一個引用，當該進程出現(xiàn)一些未知退出，這個時候你通過哪個引用來進行相關操作是會出問題的。

創(chuàng)建守護進程#

上面我們的通過記錄當前正在運行的進程的 PID 來標識我們的進程，那對應守護進程，我們就可以通過進程列表查詢的方式來進行創(chuàng)建，在輪詢的過程中，如果未找到對應 PID 的進程則表明該進程已經(jīng)退出，需要重新創(chuàng)建該進程，否則就不執(zhí)行任何操作，示例代碼如下所示：

public partial class PythonService
{
 private CancellationTokenSource cts;

 private void StartWatch(CancellationToken token)
 {
 Task.Factory.StartNew(() =>
 {
  while (!token.IsCancellationRequested)
  {
  var has = Process.GetProcesses().Any(p => p.Id == taskPID);
  Trace.WriteLine($"MQ狀態(tài)：{DateTime.Now}-{has}");
  if (!has)
  {
   taskPID = CreateProcess(_reqhost, _subhost, _debug);
   isRunning = taskPID > 0;

   var msg = isRunning ? "MQ重啟成功" : "MQ重啟失敗，等待下次重啟";
   Trace.WriteLine($"MQ狀態(tài)：{DateTime.Now}-{msg}");
  }

  Thread.Sleep(2000);
  }
 }, token);
 }
}

這里我使用的是 Thread.Sleep(2000) 方式來繼續(xù)線程等待，你也可以使用 await Task.Delay(2000,token)，但是使用這種方式在發(fā)送取消請求時會產(chǎn)生一個 TaskCanceledException 的異常。所以為了不產(chǎn)生不必要的異常信息，我采用第一種解決方案。

接著，完善我們的 Start 和 Stop 方法，示例代碼如下所示：

public void Start()
{
 taskPID = CreateProcess();
 isRunning = taskPID != -1;

 if (isRunning)
 {
 cts = new CancellationTokenSource();
 StartWatch(cts.Token);
 }

 var msg = isRunning ? "服務啟動成功..." : "服務啟動失敗...";
 Trace.WriteLine(msg);
}

public void Stop()
{
 cts?.Cancel(false);
 cts?.Dispose();

 KillProcessAndChildren(taskPID);
 taskPID = -1;

 isRunning = false;
}

最后，上層調(diào)用就相對簡單一下，直接調(diào)用 Start 方法和 Stop 方法即可。

總結(jié)#

在我們的實際項目代碼中，PythonService 的代碼要比上面的代碼稍微復雜一些，我們內(nèi)部還添加了一個 MQ 的消息隊列。所以為了演示方便，我這里只列出了和本文相關的核心代碼，在具體的使用過程中，可以依據(jù)本文提供的一種實現(xiàn)方法來進行加工處理。

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，謝謝大家對腳本之家的支持。

相關參考#

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