Python通过REPL与阻塞循环交互的最佳实践

我的程序包含一个阻塞循环。我想在程序运行时使用python REPL修改程序状态

背景： 我的python代码中通常有一个阻塞循环：

# main.py
import itertools
import time
global_state = 123

if __name__ == "__main__":
    print("Starting main loop")
    m = 0
    for n in itertools.count():
        time.sleep(1)  # "computation"
        global_state += 1
        m += 10
        print(f"{n=}, {m=}, {global_state=}")

当我在命令行运行这个程序时，我得到如下结果：

$ python -i main.py
Starting main loop
n=0, m=10, global_state=124
n=1, m=20, global_state=125
n=2, m=30, global_state=126
...

循环将运行数小时或数天。有时，在循环运行时，我希望以交互方式修改某些程序状态。例如，我想设置

global\u state=-1000

或

m=75

。但是

循环

函数正在阻塞

程序状态的交互修改方法 方法1：停止并重新启动循环 我可以使用

键盘中断来停止循环。由于我已使用
-I
交互式标志调用了
python
，因此我可以在交互式REPL处修改全局状态。然后重新启动循环。这是一种简单的方法，但也有缺点：


如果循环修改全局状态（或有任何副作用），则在引发键盘中断时，全局状态可能处于不一致状态；异常可以在循环控制流中的任何一点引发，正确处理该异常可能很棘手，尤其是在业务逻辑复杂的情况下
重新启动循环时，计数器
n
将重置为零。循环使用的其他状态变量（例如，
m
）也可能被重置或处于不一致状态

方法2：使用线程
我可以将循环包装在一个函数中，并使用
线程
在另一个线程中运行该函数：

def loop():
    print("Starting main loop")
    m = 0
    for n in itertools.count():
        time.sleep(1)  # "computation"
        global_state += 1
        m += 10
        print(f"{n=}, {m=}, {global_state=}")
import threading
thread = threading.Thread(target=loop)
thread.start()

当我调用
python-I main.py
时，当循环在另一个线程中运行时，我可以使用REPL与全局状态交互。
循环
功能仍然像以前一样将
打印到
stdout
。这种方法的缺点是：


我不能再与循环的局部状态交互（例如，我不能修改
m
），因为局部状态被包装在函数中。这是一个主要缺点
使用线程使程序更加脆弱；线程可能会崩溃，线程中引发的异常需要小心处理。如果线程阻塞、崩溃或挂起，则很难恢复
停止循环变得更加困难，因为KeyboardInterrupt不再是一个选项（相反，我需要与线程“合作”，向它发送一些应该自动终止的信号）

方法3：从循环中放入REPL
我可以配合循环进入repl：

import os
import code
if __name__ == "__main__":
    ...
    for n in itertools.count():
        ...  # business logic
        if os.stat("use_repl.txt").st_size > 0:  # file nonempty             
            code.interact(local=locals())

在这里，当我们想要修改状态时，我们使用一个文件向循环发送信号。如果“use_repl.txt”文件为非空，则循环调用
code.interact
以创建交互式控制台。即使循环被包装在一个函数中，这也会增加工作的好处；本地变量被加载到交互式控制台中。
缺点：


每次通过循环读取“use_repl.txt”文件时都会感觉有点笨拙。但除此之外，如何（协同地）向循环发出信号，要求它创建一个REPL呢
调用
code.interact
时，循环暂停。这与基于
线程的解决方案不同，后者循环连续运行。这可能是优点也可能是缺点，这取决于您的用例

由
code.interact
创建的REPL没有python的本机交互模式那么完美。例如，制表符完成不再有效

调用
code.interact
的替代方法是调用
断点
内置函数。另一种选择是调用
break
关键字，退出循环。然后可以修改状态并重新启动循环（如方法1所示），而不必担心键盘中断造成了不一致的状态

问题:
我有没有错过什么方法？考虑的每种方法都有明显的缺点。。。是否有关于实现预期结果的最佳实践？
调试程序，在需要检查/修改状态时暂停，然后继续。
受xaa的启发：

这将设置一个信号处理程序捕捉
SIGINT
（否则将被转换为
KeyboardInterrupt
），当按下
CTRL-C
时，该处理程序将进入
pdb
。因此，
CTRL-C
可以用来中断循环并在任意点检查或修改状态，并且可以通过在
pdb
提示符下键入
continue
来恢复执行。
这是一种非常开放的、基于意见的方式，但如果我想使其具有可编辑状态，我会让Web服务器更改状态，当工人在线程中运行时，这是有道理的。我一直回避使用数据库/服务器来跟踪状态，因为在我的特定用例中，有时很难预测我想要更改状态的哪些部分。有时我甚至会更改循环执行的指令，可能会引入新的状态变量或有状态代码。
import pdb
import signal
signal.signal(signal.SIGINT, pdb.Pdb().sigint_handler)