详解sys.settrace()（设置跟踪）函数的使用方法

Python sys.settrace()函数是Python标准库中的一个函数，它允许我们在debug的时候对Python代码进行跟踪，获取函数之间的调用关系、每行执行的代码等信息。

该函数可以被用于性能分析、调试、代码覆盖率、tracing/monitoring等等方面，是Python中比较重要的调试工具之一。

Python sys.settrace()函数的格式如下：

sys.settrace(function)

其中，function是一个函数，用来指定trace的行为。当Python解释器执行一行代码时，settrace函数便会调用指定的function函数来处理该行代码。当function返回一个值时，该值决定了下一步解释器执行的动作，如果返回None，则该行代码会继续被执行，如果返回一个"call"，则解释器会进入函数调用，如果返回一个"return"，则表示当前函数调用已经结束。

下面是两个使用实例：

实例一：统计函数的执行时间

我们可以使用sys.settrace函数来编写一个简单的函数，以记录函数的执行时间，具体代码如下：

import sys
import time

start_time = {}

def trace_function(frame, event, arg):
    global start_time
    if event == 'call':
        start_time[frame] = time.time()
    elif event == 'return':
        end_time = time.time()
        time_taken = end_time - start_time[frame]
        print('Function {} took {:.2f} seconds to execute'.format(frame.f_code.co_name, time_taken))
    return trace_function

def function_to_trace():
    print('I am being traced!')
    time.sleep(1)

sys.settrace(trace_function)
function_to_trace()
sys.settrace(None)

在上面的代码中，我们定义了两个全局变量start_time和end_time以记录函数的开始时间和结束时间。我们在使用trace_function作为参数调用sys.settrace函数时，跟踪所有的函数发生的事件。

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当函数被调用时（event=’call’），我们记录当前时间戳（time.time()）并将其保存到start_time字典中作为该函数的开始时间。当函数结束时（event=’return’），我们再次记录当前时间戳，并计算该函数的执行时间（end_time – start_time[frame]），并输出该函数的名称和执行时间。

实例二：获取每行代码的执行状态

我们可以使用sys.settrace函数以获取每行代码的执行状态并输出，比如我们可以输出一些debug信息、代码覆盖率等等，具体代码如下：

import sys
import linecache

def trace_function(frame, event, arg):
    if event == 'line':
        filename = frame.f_code.co_filename
        line_no = frame.f_lineno
        line = linecache.getline(filename, line_no).strip()
        print('{} :{} : {}'.format(filename, line_no, line))
    return trace_function

def function_to_trace():
    x = 1
    y = 2
    z = x + y
    print('Z is', z)

sys.settrace(trace_function)
function_to_trace()
sys.settrace(None)

在上面的代码中，我们定义了一个trace_function函数来处理代码行事件（event=’line’）。我们在该函数中获取当前代码行所在的文件名、行号，以及代码行的具体内容，并输出这些信息。在代码的最后，我们将trace_function作为参数调用sys.settrace函数来跟踪function_to_trace函数的执行情况。

总之，Python sys.settrace()函数提供了一种实用而强大的方法来跟踪Python代码的执行，在debug和tracing/monitoring方面有很多应用场景。