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Python 有无某种实现 Checkpoint / Snapshot 的包？
CatCode · 2022-05-09 15:43:54 +08:00 · 3087 次点击这是一个创建于 936 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
需求：一个步骤非常多，执行时间很长的脚本。在其中某些时刻，可以创建一个检查点文件，把当前状态（变量、执行上下文之类的）给保存下来。如果当前进程在某个时刻因为某些原因被 kill 了，可以从之前保存的检查点处继续（除了系统时间、进程号之类的变了，其他的都一样）。就像游戏里面的手动存档机制一样。
类似于：
a = do_something()
checkpoint.save("ck01.bin")
b = do_other_thing1(a)
do_other_thing2(a, b)
例如正在执行do_other_thing2(a, b)的时候被 kill 了，可以恢复从ck01.bin文件里面恢复
checkpoint.load("ck01.bin")
checkpoint.continue()
就会从b = do_other_thing1(a)处开始重新执行。
不知道 V 友们有没有见过比较成熟的实现类似功能的包，或者需要参考哪些方面的内容。 （很久之前我自己是糊了一个，但是用起来限制太大。所有要保存的参数必须放到一个字典里面，并且各种手动传递，非常蛋疼）
第 1 条附言 · 2022-05-09 16:21:11 +08:00
不考虑多线程 /多进程
22 条回复 • 2022-05-10 11:25:34 +08:00
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est 2022-05-09 15:47:05 +08:00
请使用泡菜(pickle)模块
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xupefei 2022-05-09 15:47:06 +08:00 via iPhone
dill
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Latin 2022-05-09 15:49:59 +08:00
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bbbbbbbbbyron 2022-05-09 15:56:19 +08:00
可以试试 joblib, 提供自动的 checkpoint 管理
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CatCode OP joblib 似乎不是专为这个目的开发的，看了一下官网的例子 用起来似乎不那么直观，更多的是用于缓存某些变量的计算进度。
python-checkpointing2 似乎对 CPython 的依赖度非常高，如果不采用 CPython 可能会炸 dill 似乎也非常依赖于 CPython ？看了 dill 的 test_session.py 依然云里雾里，不知道怎么用 |
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LeeReamond 2022-05-09 17:21:12 +08:00
@CatCode 感觉 cpython 似乎并无此类功能，要不然 jupyter notebook 也无需用到 ironpython 。自己实现的话多进程显然是一个简单的方案，特定点位 fork 一下就什么都有了，如果一定要落盘的话，就算追踪字节码能够实现某种程度的状态保存，遇到不可序列化的或者复杂对象也不太好办
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lolizeppelin 2022-05-09 18:26:23 +08:00
taskflow 支持保存
但是只能保存基本数据结构,自定义类可以和字典互相转化就可以保存 或者说 taskflow 就是干这个的 |
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lolizeppelin 2022-05-09 18:26:47 +08:00
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lolizeppelin 2022-05-09 18:30:30 +08:00
哦你要保存本身进程信息啊...额这...
推荐错了 |
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CatCode OP @lolizeppelin 233333
不过这个我大概看了一下文档，也获得了一些“如果要自己做，哪些功能可以搞一搞”的启发 |
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lolizeppelin 2022-05-09 19:27:29 +08:00
-_，- 如果可以参考直接用也是不错的
这玩意本来就是用来处理复杂冗长的虚拟机创建流程而开发的 |
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ch2 2022-05-09 19:38:03 +08:00
你想要这么 toplevel 的 api ，不太可能
你用的端口、pid 、文件被别的进程占用或者改动了咋办？你建立的 tcp 长连接被 reset 了咋办？直接 crash? 对整个进程 checkpoint 的工具确实有，它叫 CRIU 不过如果你不配合容器一起用，这玩意基本上没有可用性的 而且它对进程 checkpoint 之后的外部环境不可变性要求非常高，提到的那几个条件必须全部满足才能保证 restore 后的进程仍然能跑 |
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sujin190 2022-05-09 19:42:26 +08:00
pyflink 这种能满足？
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CatCode OP @ch2 我既然有这个需求，端口、文件、TCP 连接这些肯定会添加额外的代码处理，或者这些方面，我添加检查点的位置会在没有 TCP 链接、所有打开的文件已经关闭这种情况下进行。类比于游戏，游戏里可不是随时都能手动存档的。
换句话说，我要处理的任务可能是分段的：前一段和后一段不搭着，只有一些变量要传递。 |
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ch2 2022-05-10 00:01:35 +08:00
@CatCode #17 在你能够保证严格的外部条件不变的情况下，可以手动调用 docker checkpoint create 命令将 python 进程制作为快照，再使用 docker checkpoint restore 命令进行还原:
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/checkpoint/ |
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CatCode OP @ch2 这个是依赖于 docker 的 依赖外部环境而不是 Python 本身了
如果可以考虑外部软件，不考虑“重量”的话，直接用虚拟机快照效果更好，端口文件那些都不需要考虑了（笑） 我期望的是 Python 自身实现 |
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ch2 2022-05-10 10:21:00 +08:00 via iPhone
@CatCode 你可以参考 CRIU 的代码，为了保存和恢复一个进程的运行时状态他们做了多少 hack ，我相信没有人比他们更有毅力跟恒心坚持于这个目标。你想要的无非是一个 Python 版本的 CRIU 实现，或者是一个 Python 的 libcriu 引用。
但是不使用容器，非常难以避免因为环境改变导致的进程还原冲突。举个例子：为了避免 pid 被别的进程占了无法还原，你得在一开始就用 pid namespace 给你的 Python 进程开一个命名空间，但是容器在一开始创建的隔离环境就包含了各种命名空间，顺手把网络跟存储挂载都解决了。而且你的进程必须脱离 tty 运行，否则还原的时候找不到之前的 shell 也还原不成直接 core dump 。 这也就是只有容器才提供了进程级别 checkpoint 功能的原因，你自己想做进程的 checkpoint 最后无非都还要走一遍容器的老路，否则你会遇到各种 bad case ，无法 checkpoint 无法 restore 。 最简单的例子你可以 apt-get install criu ，然后试试 criu dump 你的 Python 进程，看看能不能顺利 dump |
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CatCode OP @ch2 我说过我并非想处理每一种情况。我已经注明了不考虑多线程 /多进程——意味着我创建检查点的时候只有一个线程和进程。17 楼里我也说了检查点的创建是在没有 TCP 链接、所有打开的文件已经关闭的情况。我的任务也不依赖于 PID 号，所以变了也无所谓。17 楼真的说的很明白了，是一段一段地处理大量操作。如果还不明白，找个类比，GitHub Actions 里面的 steps 。
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gengchun 2022-05-10 11:25:34 +08:00
前段时间有个类似的需求，我是每步直接缓存结果，类似于 http GET 缓存的处理方式，通过一个标志符和一个上下文 hashmap 做键值。每步就检查有没有缓存，有就直接返回缓存结果，没有就算一次。
检查缓存的逻辑本身，当然可以用装饰器语法加上。不需要考虑多子任务，并发结果合并什么的，感觉用不到什么高级的库。 只是想开拓一下思路。 |
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