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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(guān)于如何利用C#守護Python進程的相關(guān)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(guān)技術(shù)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(wù)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(wù)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(shè)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(wù)啟動成功..." : "服務(wù)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(shè)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(guān)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(wù)啟動成功..." : "服務(wù)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(guān)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。

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