Python - 获取上级调用者及相关变量信息

在比较复杂的项目中，可能希望获取上级调用者的信息，举个例子：

1. 编写了一个处理器（Handler）对象，有一个 move() 成员函数
2. 编写了一个任务（Task）对象，任务（Task）以通过处理器（Handler）完成一些工作
3. 处理器（Handler）完成工作时，希望获取任务（Task）的一些信息

这时可以用 Python 提供的 inspect 模块完成相关的任务，你可以获取函数名、类名、局部变量、全局变量等各类信息

模块功能介绍

import inspectinspect.stack() # 返回一个列表，其中每个元素都是一个命名元组（namedtuple），表示堆栈帧的信息
stack_current = inspect.stack()[0] # 当前运行的函数、环境等相关信息
stack_parent = inspect.stack()[1] # 上一级调用者的函数、环境等相关信息# 以当前运行函数为例，说明成员信息；上级调用者也一样
stack_current.frame # 当前堆栈帧的帧对象。详细解释见下
stack_current.filename # 当前堆栈帧的源文件名称
stack_current.lineno # 当前堆栈帧的源代码行号
stack_current.name # 当前堆栈帧中函数的名称（如果适用）
stack_current.line # 当前堆栈帧的源代码行（如果可用）# 接下来介绍 frame 对象
stack_current.frame.f_locals # 当前的所有局域内变量，dict
stack_current.frame.f_globals # 全局变量
stack_current.frame.f_builtins # 内置字典

当然 inspect 模块的功能不至于获取调用者信息，也可以深入了解一个对象、一个函数的定义等等。但不在今日的篇幅展开，感兴趣的可以直接查阅 Python 的 官方文档，链接 3.12 的文档。

举个例子

以我文章最初提到的 Handler 和 Task 的例子做个说明：

import inspect# 定义处理器
class Handler():def __init__(self):passdef move(self, direction, step=1):stack_parent = inspect.stack()[1] # 获取上级调用者f_locals_for_stack_parent = stack_parent.frame.f_locals # 获取上级调用者的局部变量task_name = f_locals_for_stack_parent['self'].name # 获取上级调用者 self 变量的 name 成员print(f'{task_name}: moved {direction} {step} times')# 定义任务
class Task():def __init__(self, name, handler):self.name = nameself.handler = handlerdef run(self):self.handler.move('left', step=5)self.handler.move('right', step=2)# 开始任务
map_handler = Handler()
go_home_task = Task(name='go home', handler=map_handler)
go_home_task.run()

输出结果：

go home: moved left 5 times
go home: moved right 2 times

常见任务

# 获取模块名称
inspect.stack()[n].frame.f_globals['__name__']# 获取函数名称
inspect.stack()[n].frame.f_locals['__name__']# 获取调用函数的对象
inspect.stack()[n].frame.f_locals['self']