python實現tail -f 功能

来源:https://www.cnblogs.com/python960410445/archive/2020/01/16/12203288.html
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這篇文章最初是因為reboot的群里,有人去面試,筆試題有這個題,不知道怎麼做,什麼思路,就發群里大家討論 我想了一下,簡單說一下我的想法吧,當然,也有很好用的pyinotify模塊專門監聽文件變化,不過我更想介紹的,是解決的思路,畢竟作為面試官,還是想看到一下解決問題的思路,而且我覺得這一題的難點 ...


這篇文章最初是因為reboot的群里,有人去面試,筆試題有這個題,不知道怎麼做,什麼思路,就發群里大家討論

我想了一下,簡單說一下我的想法吧,當然,也有很好用的pyinotify模塊專門監聽文件變化,不過我更想介紹的,是解決的思路,畢竟作為面試官,還是想看到一下解決問題的思路,而且我覺得這一題的難點不在於監控文件增量,而在於怎麼列印最後面10行

希望大家讀這篇文章前,對python基礎、處理文件和常用模塊有一個簡單的瞭解,知道下麵幾個名詞是啥

open('a.txt')
file.seek
file.tell
time.sleep()

下麵思路限於我個人知識,免不了有錯誤和考慮不周的,希望大家有更好的方法提出來,我隨時優化代碼,題目的感覺沒啥太多的坑,下麵讓天真爛漫的蝸牛教大家用python的思路

怎麼用python實現

其實思路也不難啦

  • 打開這個文件,指針移到最後
  • 每隔一秒就嘗試readline一下,有內容就列印出來,沒內容就sleep
  • 大概就是這麼個意思

監聽文件

思路如下:

  • 用open打開文件
  • 用seek文件指針,給大爺把跳到文件最後面
  • while True進行迴圈
    持續不停的readline,如果能讀到內容,列印出來即可

代碼呼之欲出

with open('test.txt') as f:
    f.seek(0,2)
    while True:
        last_pos = f.tell()
        line = f.readline()
        if line:
            print line

代碼說明

  • seek第二個參數2,意思就是從文件結尾處開始seek,更標準的寫法使用os模塊下麵的SEEK_END,可讀性更好
  • 只寫出了簡單的邏輯,代碼簡單粗暴,如果這個題目是10分的話,最多也就拿4分吧,不能再多了

優化點

  • print有缺陷,每次都是新的一行,換成sys.stdout.write(line)更和諧
  • 文件名傳參,不能寫死
  • 直接列印可以當成預設行為,具體要做什麼,可以寫成函數處理,這樣我們就可以把新行做其他處理,比如展示在瀏覽器里
  • 加上容錯處理,比如文件不存在會報錯
  • while True一直都文件,比較耗性能,每讀一次,間隔一秒比較靠譜
    調用time.sleep(1)
  • 用類來組織代碼

實例代碼如下

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import sys
import time

class Tail():
    def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
        self.file_name = file_name
        self.callback = callback
    def follow(self):

        try:
            with open(self.file_name) as f:
                f.seek(0,2)
                while True:
                    line = f.readline()
                    if line:
                        self.callback(line)
                    time.sleep(1)
        except Exception,e:
            print '打開文件失敗,囧,看看文件是不是不存在,或者許可權有問題'
            print e

使用方法:

# 使用預設的sys.stdout.write列印到屏幕
py_tail = Tail('test.txt')
py_tail.follow()

# 自己定義處理函數

def test_tail(line):
    print 'xx'+line+'xx'

py_tail1 = Tail('test.txt', test_tail)
py_tail1.follow()

咦 等等,tail -f 預設還會列印最後10行,這個好像才是這個題目的難點所在,眾所周知,python里讀文件指針,只能移動到固定位置,不能判斷是哪一行,囧,先實現簡單的,逐漸加強吧

預設列印最後10行

現在這個代碼,大概能拿6分啦,我們還有一個功能沒做,那就是列印最後n行,預設是10行,現在把這個功能加上,加一個函數就行啦

文件小的時候

我們知道,readlines可以獲取所有內容,並且分行,代碼呼之欲出,獲取list最後10行很簡單有麽有,切片妥妥的

# 演示代碼,說明核心邏輯,完整代碼在下麵
last_lines = f.readlines()[-10:]
for line in last_lines:
    self.callback(line)

此時代碼變成這樣了

import sys
import time

class Tail():
    def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
        self.file_name = file_name
        self.callback = callback
    def follow(self,n=10):
        try:
            with open(self.file_name) as f:
                self._file = f
                self.showLastLine(n)
                self._file.seek(0,2)
                while True:
                    line = self._file.readline()
                    if line:
                        self.callback(line)
        except Exception,e:
            print '打開文件失敗,囧,看看文件是不是不存在,或者許可權有問題'
            print e
    def showLastLine(self, n):
        last_lines = self._file.readlines()[-10:]
        for line in last_lines:
            self.callback(line)

更進一步:大的日誌怎麼辦

此時代碼有7分時很隨意啦,但是如果文件特別大呢,特別是日誌文件,很容易幾個G,我們只需要最後幾行,全部讀出來記憶體受不了,所以我們要繼續優化showLastLine函數,我覺得這才是這題的難點所在

大概的思路如下

  • 我先估計日誌一行大概是100個字元,註意,我只是估計一個大概,多了也沒關係,我們只是需要一個初始值,後面會修正

  • 我要讀十行,所以一開始就seek到離結尾1000的位置seek(-1000,2),把最後1000個字元讀出來,然後有一個判斷

  • 如果這1000個字元長度大於文件長度,不用管了 屬於級別1的情況,直接read然後split

  • 如果1000個字元裡面的換行符大於10,說明1000個字元里,大於10行,那也好辦,處理思路類似級別1,直接split取後面十個

  • 問題就在於 如果小於10怎麼處理
    比如1000個裡,只有四個換行符,說明一行大概是1000/4=250個字元,我們還缺6行,所以我們再讀250*5=1500,一共有2500的大概比較靠譜,然後在對2500個字元進行相同的邏輯判斷,直到讀出的字元里,換行符大於10,讀取結束

邏輯清晰以後,代碼就呼之欲出啦

加上註釋的版本

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import sys
import time

class Tail():
    def __init__(self,file_name,callback=sys.stdout.write):
        self.file_name = file_name
        self.callback = callback
    def follow(self,n=10):
        try:
            # 打開文件
            with open(self.file_name) as f:
                self._file = f
                self._file.seek(0,2)
                # 存儲文件的字元長度
                self.file_length = self._file.tell()
                # 列印最後10行
                self.showLastLine(n)
                # 持續讀文件 列印增量
                while True:
                    line = self._file.readline()
                    if line:
                        self.callback(line)
                    time.sleep(1)
        except Exception,e:
            print '打開文件失敗,囧,看看文件是不是不存在,或者許可權有問題'
            print e
    def showLastLine(self, n):
        # 一行大概100個吧 這個數改成1或者1000都行
        len_line = 100
        # n預設是10,也可以follow的參數傳進來
        read_len = len_line*n
        # 用last_lines存儲最後要處理的內容
        while True:
            # 如果要讀取的1000個字元,大於之前存儲的文件長度
            # 讀完文件,直接break
            if read_len>self.file_length:
                self._file.seek(0)
                last_lines = self._file.read().split('\n')[-n:]
                break
            # 先讀1000個 然後判斷1000個字元里換行符的數量
            self._file.seek(-read_len, 2)
            last_words = self._file.read(read_len)
            # count是換行符的數量
            count = last_words.count('\n')
            
            if count>=n:
                # 換行符數量大於10 很好處理,直接讀取
                last_lines = last_words.split('\n')[-n:]
                break
            # 換行符不夠10個
            else:
                # break
                #不夠十行
                # 如果一個換行符也沒有,那麼我們就認為一行大概是100個
                if count==0:

                    len_perline = read_len
                # 如果有4個換行符,我們認為每行大概有250個字元
                else:
                    len_perline = read_len/count
                # 要讀取的長度變為2500,繼續重新判斷
                read_len = len_perline * n
        for line in last_lines:
            self.callback(line+'\n')
if __name__ == '__main__':
    py_tail = Tail('test.txt')
    py_tail.follow(20)

效果如下,終於可以列印最後幾行了,大家可以試一下,無論日誌每行只有1個,還是每行有300個字元,都是可以列印最後10行的

能做到這個地步,一般的面試官就直接被你搞定了,這個代碼大概8分吧,如果還想再進一步,還有一些可以優化的地方,代碼放github上了,有興趣的可以拿去研究

待優化:留給大家作為擴展

  • 如果你tail -f的過程中,日誌被備份清空或者切割了,怎麼處理
    其實很簡單,你維護一個指針位置,如果下次迴圈發現文件指針位置變了,從最新的指針位置開始讀就行
  • 具體每種錯誤的類型
    我這裡只是簡單的try 可以寫個函數,把文件不存在,文件沒許可權這些報錯信息分開
  • 性能小優化,比如我第一次讀了1000,只有4行,我大概估計每行250個字元,總體需要2500行,下次沒必要直接讀2500個,而是讀1500行和之前1000行拼起來即可

最後大殺器 如果寫出來這個,基本面試官會直接

打死你

import os
def tail(file_name):
    os.system('tail -f '+file_name)

tail('log.log')

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