Flask обработчик ошибок

Время на прочтение
14 мин

Количество просмотров 52K

blog.miguelgrinberg.com

Miguel Grinberg

<<< предыдущая следующая >>>

Эта статья является переводом седьмой части нового издания учебника Мигеля Гринберга, выпуск которого автор планирует завершить в мае 2018.Прежний перевод давно утратил свою актуальность.

Я, со своей стороны, постараюсь не отставать с переводом.

Это седьмая глава серии Flask Mega-Tutorial, в которой я расскажу вам, как выполнять обработку ошибок в приложении Flask.

Для справки ниже приведен список статей этой серии.

Примечание 1: Если вы ищете старые версии данного курса, это здесь.

Примечание 2: Если вдруг Вы хотели бы выступить в поддержку моей(Мигеля) работы в этом блоге, или просто не имеете терпения дожидаться неделю статьи, я (Мигель Гринберг)предлагаю полную версию данного руководства упакованную электронную книгу или видео. Для получения более подробной информации посетите learn.miguelgrinberg.com.

В этой главе я перехожу от кодирования новых функций для моего микроблогического приложения и вместо этого обсужу несколько стратегий борьбы с ошибками, которые неизменно появляются в любом программном проекте. Чтобы проиллюстрировать эту тему, я намеренно допустил ошибку в коде, который я добавил в главе 6. Прежде чем продолжить чтение, посмотрите, сможете ли вы его найти!

Ссылки GitHub для этой главы: Browse, Zip, Diff.

Обработка ошибок в Flask

Что происходит, когда возникает ошибка в приложении Flask? Лучший способ узнать это — испытать это самому. Запустите приложение и убедитесь, что у вас зарегистрировано не менее двух пользователей. Войдите в систему как один из пользователей, откройте страницу профиля и нажмите ссылку «Изменить». В редакторе профиля попробуйте изменить имя пользователя на существующее имя другого пользователя, который уже зарегистрирован, и попытайтесь применить исправления! Это приведет к появлению страшной страницы «Internal Server Error» ( «Внутренняя ошибка сервера» ):

В сеансе терминала, на котором запущено приложение, вы видите трассировку стека ошибки. Трассировки стека чрезвычайно полезны при отладке ошибок, поскольку они показывают последовательность вызовов в этом стеке, вплоть до строки, вызвавшей ошибку:

(venv) $ flask run
 * Serving Flask app "microblog"
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
[2017-09-14 22:40:02,027] ERROR in app: Exception on /edit_profile [POST]
Traceback (most recent call last):
  File "/home/miguel/microblog/venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/base.py", line 1182, in _execute_context
    context)
  File "/home/miguel/microblog/venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/default.py", line 470, in do_execute
    cursor.execute(statement, parameters)
sqlite3.IntegrityError: UNIQUE constraint failed: user.username

Трассировка стека указывает, чем вызвана ошибка. Приложение позволяет пользователю изменять имя пользователя без проверки, что новое имя пользователя не совпадает с другим пользователем, уже находящимся в системе. Ошибка возникает из SQLAlchemy, которая пытается записать новое имя пользователя в базу данных, но база данных отвергает его, потому что столбец имени пользователя определен с unique = True.

Важно, что страница с ошибкой, представленная пользователю, не содержит много информации об ошибке, и это правильно. Я определенно не хочу, чтобы пользователи узнали, что авария была вызвана ошибкой базы данных или какой базой данных я пользуюсь, а также именами таблиц и полей в моей базе данных. Вся эта информация должна быть внутренней.

Есть несколько вещей, которые далеки от идеала. У меня есть страница с ошибкой, которая безобразна и не соответствует макету приложения. У меня также есть важные трассировки стека приложений, которые сбрасываются на терминале, и мне нужно постоянно следить за тем, чтобы я не пропустил никаких ошибок. И, конечно, у меня есть ошибка. Я собираюсь решить все эти проблемы, но сначала поговорим о режиме отладки Flask.

Режим отладки

То, как ошибки обрабатываются выше, отлично подходит для системы, которая работает на production сервере. Если есть ошибка, пользователь получает страницу с неопределенной ошибкой (хотя я собираюсь сделать эту страницу с ошибкой более приятной), а важные данные об ошибке — в выводе сервера или в файле журнала.

Но когда вы разрабатываете приложение, вы можете включить режим отладки, режим, в котором Flask выводит действительно хороший отладчик непосредственно в ваш браузер. Чтобы активировать режим отладки, остановите приложение, а затем установите следующую переменную среды:

(venv) $ export FLASK_DEBUG=1

Если вы работаете в ОС Microsoft Windows, не забудьте использовать set вместо экспорта.

После того, как вы установили FLASK_DEBUG, перезапустите сервер. Строки на вашем терминале будут немного отличаться от того, что вы привыкли видеть:

(venv) microblog2 $ flask run
 * Serving Flask app "microblog"
 * Forcing debug mode on
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 177-562-960

Теперь устроим приложению аварийный сбой еще раз, чтобы увидеть интерактивный отладчик в вашем браузере:

Отладчик позволяет развернуть каждый уровень стека и увидеть соответствующий исходный код. Вы также можете открыть Python для любого из фреймов и выполнить любые допустимые выражения Python, например, чтобы проверить значения переменных.

Крайне важно, чтобы вы никогда не запускали приложение Flask в режиме отладки на рабочем сервере. Отладчик позволяет удаленно выполнять код на сервере, поэтому он может стать неожиданным подарком злоумышленнику, который хочет проникнуть в ваше приложение или на ваш сервер. В качестве дополнительной меры безопасности отладчик, запущенный в браузере, закроется, и при первом использовании запросит PIN-код, который вы можете увидеть на выходе команды flask run.

Поскольку я говорю о режиме отладки, следует упомянуть про вторую важную функцию, которая включена в режиме отладки — перезагрузка. Это очень полезная функция разработки, которая автоматически перезапускает приложение при изменении исходного файла. Если вы выполните flask run в режиме отладки, можно продолжать работать в своем приложении и при каждом сохранении файла, приложение перезапустится, чтобы забрать новый код.

Пользовательские страницы ошибок

Flask предоставляет механизм приложения для создания собственных страниц ошибок, так что вашим пользователям не нужно видеть простые и скучные значения по умолчанию. В качестве примера давайте определим пользовательские страницы ошибок для ошибок HTTP 404 и 500, двух наиболее распространенных. Определение страниц для других ошибок работает одинаково.

Чтобы объявить пользовательский обработчик ошибок, используется декоратор @errorhandler. Я собираюсь поместить обработчики ошибок в новый модуль app/errors.py.

from flask import render_template
from app import app, db

@app.errorhandler(404)
def not_found_error(error):
    return render_template('404.html'), 404

@app.errorhandler(500)
def internal_error(error):
    db.session.rollback()
    return render_template('500.html'), 500

Функции ошибок работают аналогично функциям просмотра. Для этих двух ошибок я возвращаю содержимое их соответствующих шаблонов. Обратите внимание, что обе функции возвращают второе значение после шаблона, который является номером кода ошибки. Для всех функций представления, которые я создал до сих пор, мне не нужно было добавлять второе возвращаемое значение, потому что по умолчанию 200 (код состояния для успешного завершения) — это то, что я хотел. Сейчас это страницы с ошибками, поэтому я хочу, чтобы код состояния ответа это отражал.

Обработчик ошибок для 500-й ошибки может быть вызван после возникновения сбоя базы данных, которая на самом деле была вызвана умышленным случаем дубликата имени пользователя. Чтобы убедиться, что неудачные сеансы базы данных не мешают доступу к базе данных, вызванным шаблоном, я выдаю откат сеанса. Это сбрасывает сеанс в чистое состояние.

Вот шаблон для ошибки 404:

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>File Not Found</h1>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

И вот одна из ошибок 500:

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>An unexpected error has occurred</h1>
    <p>The administrator has been notified. Sorry for the inconvenience!</p>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

Оба шаблона наследуют шаблон base.html, так что страница с ошибками имеет тот же внешний вид, что и обычные страницы приложения.

Чтобы получить эти обработчики ошибок, зарегистрированные в Flask, мне нужно импортировать новый модуль app/errors.py после создания экземпляра приложения:

# ...

from app import routes, models, errors

Если вы установили FLASK_DEBUG = 0 в сеансе терминала и затем снова вызвали ошибку повторного имени пользователя, вы увидите более приятную страницу с ошибкой.

Или так! Рекомендую придумать что то свое в качестве упражнения.

Отправка ошибок по электронной почте

Другая проблема с обработкой ошибок по умолчанию, предоставляемой Flask, заключается в том, что нет уведомлений! Трассировка стека ошибки печатается на терминале, а это означает, что вывод процесса сервера должен контролироваться на обнаружение ошибок. Когда вы запускаете приложение во время разработки, это нормально, но как только приложение будет развернуто на production сервере, никто не будет смотреть на результат, поэтому необходимо создать более надежное решение.

Я думаю, что очень важно, чтобы я активно реагировал на ошибки. Если в production версии приложения возникает ошибка, я хочу знать сразу. Таким образом, моим первым решением будет сконфигурировать Flask для отправки мне сообщения по email сразу после возникновения ошибки с трассировкой стека ошибки в сообщении электронной почты.

Первым шагом является добавление данных сервера электронной почты в файл конфигурации:

class Config(object):
    # ...
    MAIL_SERVER = os.environ.get('MAIL_SERVER')
    MAIL_PORT = int(os.environ.get('MAIL_PORT') or 25)
    MAIL_USE_TLS = os.environ.get('MAIL_USE_TLS') is not None
    MAIL_USERNAME = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
    MAIL_PASSWORD = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')
    ADMINS = ['your-email@example.com']

Переменные конфигурации для электронной почты содержат сервер и порт, флаг для включения зашифрованных соединений и необязательное имя пользователя и пароль. Пять переменных конфигурации получены из их сопоставлений переменным среды. Если сервер электронной почты не установлен в среде, то я буду использовать это как знак того, что ошибки электронной почты должны быть отключены. Порт сервера электронной почты также можно указать в переменной среды, но если он не установлен, используется стандартный порт 25. Учетные данные почтового сервера по умолчанию не используются, но могут быть предоставлены при необходимости. Переменная конфигурации ADMINS представляет собой список адресов электронной почты, которые будут получать отчеты об ошибках, поэтому ваш собственный адрес электронной почты должен быть в этом списке.

Flask использует пакет logging Python для ведения своих журналов, а этот пакет уже имеет возможность отправлять журналы по электронной почте. Все, что мне нужно сделать, чтобы отправлять электронные сообщения, содержащие ошибки, — это добавить экземпляр SMTPHandler в объект журнала Flask, которым является app.logger:

import logging
from logging.handlers import SMTPHandler

# ...

if not app.debug:
    if app.config['MAIL_SERVER']:
        auth = None
        if app.config['MAIL_USERNAME'] or app.config['MAIL_PASSWORD']:
            auth = (app.config['MAIL_USERNAME'], app.config['MAIL_PASSWORD'])
        secure = None
        if app.config['MAIL_USE_TLS']:
            secure = ()
        mail_handler = SMTPHandler(
            mailhost=(app.config['MAIL_SERVER'], app.config['MAIL_PORT']),
            fromaddr='no-reply@' + app.config['MAIL_SERVER'],
            toaddrs=app.config['ADMINS'], subject='Microblog Failure',
            credentials=auth, secure=secure)
        mail_handler.setLevel(logging.ERROR)
        app.logger.addHandler(mail_handler)

Как видно, я включил регистратор электронной почты только, когда приложение работает без режима отладки, что определено приложением в app.debug как True, а также когда сервер электронной почты существует в конфигурации.

Настройка почтового регистратора несколько утомительна из-за необходимости обрабатывать дополнительные параметры безопасности, которые присутствуют на многих серверах электронной почты. Но в сущности, вышеприведенный код создает экземпляр SMTPHandler, устанавливает его уровень, чтобы он отправлял только сообщения об ошибках, а не предупреждения, информационные или отладочные сообщения и, наконец, прикреплял их к app.logger из Flask.

Существует два подхода к проверке работоспособности этой функции. Самый простой способ — использовать SMTP-сервер отладки от Python. Это ложный почтовый сервер, который принимает сообщения электронной почты, но вместо их отправки выводит их на консоль. Чтобы запустить этот сервер, откройте второй сеанс терминала и запустите на нем следующую команду:

(venv) $ python -m smtpd -n -c DebuggingServer localhost:8025

Оставьте запущенный SMTP-сервер отладки и вернитесь к своему первому терминалу и установите export MAIL_SERVER = localhost и MAIL_PORT = 8025 (используйте set вместо export, если вы используете Microsoft Windows). Убедитесь, что для переменной FLASK_DEBUG установлено значение 0 или не установлено вообще, так как приложение не будет отправлять электронные письма в режиме отладки.
Запустите приложение и вызовите ошибку SQLAlchemy еще раз, чтобы узнать, как сеанс терминала, на котором работает поддельный почтовый сервер, показывает электронное письмо с полным содержимым стека ошибки.

Второй метод тестирования для этой функции — настроить настоящий почтовый сервер. Ниже приведена конфигурация для использования почтового сервера для учетной записи Gmail:

export MAIL_SERVER=smtp.googlemail.com
export MAIL_PORT=587
export MAIL_USE_TLS=1
export MAIL_USERNAME=<your-gmail-username>
export MAIL_PASSWORD=<your-gmail-password>

Если вы используете Microsoft Windows, не забудьте использовать set вместо export в каждой из приведенной выше инструкции.

Функции безопасности вашей учетной записи Gmail могут препятствовать приложению отправлять электронную почту через нее, если вы явно не разрешаете «less secure apps» («менее безопасным приложениям») доступ к вашей учетной записи Gmail. Прочитать об этом можно здесь, и если вас беспокоит безопасность вашей учетной записи, можно создать вторичную учетную запись, которую настройте только для проверки электронной почты, или временно включите разрешение для менее безопасных приложений на время запуска этого теста, а затем вернитесь к умолчанию.

Запись лога в файл

Получение ошибок по электронной почте полезно, но иногда недостаточно. Есть некоторые случаи сбоя, которые не описываются исключением Python и не являются серьезной проблемой, но они все равно могут быть достаточно интересными для сохранения в целях отладки. По этой причине я также буду поддерживать логфайл для приложения.

Чтобы включить ведение журнала другого обработчика, на этот раз типа RotatingFileHandler необходимо включить logger приложения аналогично обработчику электронной почты.

# ...
from logging.handlers import RotatingFileHandler
import os

# ...

if not app.debug:
    # ...

    if not os.path.exists('logs'):
        os.mkdir('logs')
    file_handler = RotatingFileHandler('logs/microblog.log', maxBytes=10240,
                                       backupCount=10)
    file_handler.setFormatter(logging.Formatter(
        '%(asctime)s %(levelname)s: %(message)s [in %(pathname)s:%(lineno)d]'))
    file_handler.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.addHandler(file_handler)

    app.logger.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.info('Microblog startup')

Я пишу логфайл с именем microblog.log в каталоге logs, который я создаю, если он еще не существует.

Класс RotatingFileHandler удобен, потому что он переписывает журналы, гарантируя, что файлы журнала не будут слишком большими, если приложение работает в течение длительного времени. В этом случае я ограничиваю размер логфайла 10 КБ, и храню последние десять файлов журнала в качестве резервных копий.

Класс logging.Formatter предоставляет настройку формата сообщений журнала. Поскольку эти сообщения отправляются в файл, я хочу, чтобы они содержали как можно больше информации. Поэтому я использую формат, который включает отметку времени, уровень ведения журнала,
сообщение, исходный файл и номер строки, откуда возникла запись в журнале.

Чтобы сделать регистрацию более полезной, я также понижаю уровень ведения журнала до категории INFO, как в регистраторе приложений, так и в обработчике файлов. Если вы не знакомы с категориями ведения журнала, это DEBUG, INFO, WARNING,ERROR и CRITICAL в порядке возрастания степени тяжести.

В качестве первого полезного использования логфайла сервер записывает строку в журнал каждый раз, когда он запускается. Когда приложение запускается на production сервере, эти записи журнала сообщают вам, когда сервер был перезапущен.

Исправление дубля имени пользователя

Я слишком долго использовал ошибку дублирования имени пользователя. Теперь, когда я показал вам, как подготовить приложение для обработки подобных ошибок, я могу наконец-то это исправить.

Если вы помните, RegistrationForm уже выполняет проверку для имен пользователей, но требования формы редактирования немного отличаются. Во время регистрации мне нужно убедиться, что имя пользователя, введенное в форму, не существует в базе данных. В форме профиля редактирования я должен выполнить ту же проверку, но с одним исключением. Если пользователь оставляет исходное имя пользователя нетронутым, то проверка должна его разрешить, поскольку это имя пользователя уже назначено этому пользователю. Ниже вы можете увидеть, как я выполнил проверку имени пользователя для этой формы:

class EditProfileForm(FlaskForm):
    username = StringField('Username', validators=[DataRequired()])
    about_me = TextAreaField('About me', validators=[Length(min=0, max=140)])
    submit = SubmitField('Submit')

    def __init__(self, original_username, *args, **kwargs):
        super(EditProfileForm, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.original_username = original_username

    def validate_username(self, username):
        if username.data != self.original_username:
            user = User.query.filter_by(username=self.username.data).first()
            if user is not None:
                raise ValidationError('Please use a different username.')

Реализация выполняется в специальном методе проверки, функция super в конструкторе класса, который принимает исходное имя пользователя в качестве аргумента. Это имя пользователя сохраняется как переменная экземпляра и проверяется в методе validate_username(). Если имя пользователя, введенное в форму, совпадает с исходным именем пользователя, то нет причин проверять базу данных на наличие дубликатов.

Чтобы использовать этот новый метод проверки, мне нужно добавить исходный аргумент имени пользователя в функцию вида, где создается объект формы:

@app.route('/edit_profile', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
def edit_profile():
    form = EditProfileForm(current_user.username)
    # ...

Теперь ошибка исправлена, и дубликаты в форме профиля редактирования будут предотвращены в большинстве случаев. Это не идеальное решение, поскольку оно может не работать, когда два или несколько процессов одновременно обращаются к базе данных. В этой ситуации состояние гонки может привести к валидации, но спустя мгновение при попытке переименования база данных уже была изменена другим процессом и не может переименовать пользователя. Это несколько маловероятно, за исключением очень занятых приложений, у которых много серверных процессов, поэтому я пока не буду беспокоиться об этом.

На этом этапе вы можете попытаться воспроизвести ошибку еще раз, чтобы увидеть, как ее предотвращает метод проверки формы.

<<< предыдущая следующая >>>

P.S.

Работа над ошибками

От переводчика

Решил я проверить получение сообщений ошибки админу на почту. Для этого я испортил модуль routes.py. Для этой самой «порчи», я закомментировал декоратор @app.route('/edit_profile', methods=['GET', 'POST']) перед def edit_profile(). В итоге получил ошибку и в файл лога все это вывалилось, а вот письмо не прилетело. Я использую Python 3.3. Возможно в более новых версиях этого и не случится. Но в Windows 7 с русской раскладкой это случилось.

При попытке отправить сообщение админу приложение получило ошибку кодировки при формировании сообщения. В окне консоли содержались такие строки:

Как видим ссылка указывает на директорию в стандартном питоне, а не в виртуальном окружении.

logging в 3-й версии является стандартной библиотекой Python, поэтому вам не нужно устанавливать ее используя pip.

# -*- coding: utf-8 -*-
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from email.mime.text import MIMEText
import quopri
def QuoHead(String):
    s = quopri.encodestring(String.encode('UTF-8'), 1, 0)
    return "=?utf-8?Q?" + s.decode('UTF-8') + "?="
FIOin = "Хрюша Степашкин"
emailout = "some@test.ru"
emailin = "some2@test.ru"
msg = MIMEMultipart()
msg["Subject"] = QuoHead("Добрый день " + FIOin).replace('=n', '')
msg["From"] = (QuoHead("Каркуша Федоровна") + "  <" + emailout + ">").replace('=n', '') 
msg["To"] = (QuoHead(FIOin) + "  <" + emailin + ">").replace('=n', '')
m = """Добрый день.
  Это тестовое письмо.
Пожалуйста, не отвечайте на него."""
text = MIMEText(m.encode('utf-8'), 'plain', 'UTF-8')
msg.attach(text)
print(msg.as_string())

В модуле flask-mail эта ситуевина вроде как поправлена. Но тут используется logging и smtplib

В итоге пока так. Поправил я строку в модуле smtplib.py .

Добавил encode('utf-8')

И после перезапуска сервера при искусственной ошибке я, наконец-то, получил сообщение на почту.

<<< предыдущая следующая >>>

Обработка HTTP-ошибок 404, 500 и т.д. во Flask.

Если какая-то часть кода кода сайта на Flask ломается при обработке запроса и нет зарегистрированных обработчиков ошибок, то по умолчанию будет возвращена ошибка 500 Internal Server Error (InternalServerError). Точно так же будет выводится стандартная страница с ошибкой 404 Not Found , если запрос будет отправлен на незарегистрированный URL-адрес. Если маршрут получает недопустимый метод запроса, будет активирован HTTP-метод 405 Not Allowed. Все это подклассы HTTPException, которые по умолчанию предоставляются в Flask.

Фреймворк Flask дает возможность вызывать любое исключение HTTP, зарегистрированное Werkzeug, но по умолчанию отдаются простые/стандартные страницы ошибок. Для удобства пользователя сайта, а так же повышения лояльности поисковых систем к сайту необходимо показывать настроенные страницы ошибок (вместо стандартных). Это можно сделать, зарегистрировав обработчики ошибок.

Обработчик ошибок — это функция, которая возвращает ответ при возникновении определенного типа ошибки, аналогично тому, как представление является функцией, которая возвращает ответ при совпадении URL-адреса запроса. Ему передается экземпляр обрабатываемой ошибки, который будет является исключением werkzeug.exceptions.HTTPException.

Когда Flask перехватывает исключение при обработке запроса, сначала выполняется поиск по коду. Если в коде не зарегистрирован обработчик, то Flask ищет ошибку в иерархии классов и выбирает наиболее конкретный обработчик. В том случае, если обработчик не зарегистрирован, то подклассы HTTPException показывают наиболее подходящую стандартную страницу с ошибкой, в то время как другие исключения преобразуются в общую страницу 500 Internal Server Error.

Например, если возникает экземпляр ConnectionRefusedError и зарегистрированы обработчики ConnectionError и ConnectionRefusedError, то для генерации ответа будет вызываться более конкретный обработчик ConnectionRefusedError.

Содержание.

• Регистрация обработчика ошибок в веб-приложении на Flask;
• Универсальные обработчики исключений во Flask;
• Как Flask обрабатывает необработанные исключения?
• Создание собственного дизайна страницы с HTTP-ошибкой 404;
• Пример пользовательской страницы ошибки с кодом 500;
• Особенности обработки ошибок в схемах blueprint Flask;
• Возврат ошибок API в формате JSON.

Регистрация обработчика ошибок в веб-приложении на Flask.

Зарегистрировать функцию-обработчик для модуля Flask, можно указав перед ней декоратор @app.errorhandler(), или зарегистрировать обработчик, использовав функцию app.register_error_handler(). Не забудьте установить код ошибки при возврате ответа.

from werkzeug.exceptions import BadRequest

# регистрируем обработчик при 
# помощи подкласса `BadRequest`
@app.errorhandler(BadRequest)
def handle_bad_request(e):
    return 'bad request!', 400

# или тоже самое, но с кодом ошибки 400 
@app.errorhandler(400)
def handle_bad_request(e):
    return 'bad request!', 400

# регистрируем тот же обработчик без декоратора
app.register_error_handler(400, handle_bad_request)

Обратите внимание, что подклассы HTTPException, такие как BadRequest и их HTTP-коды (400), взаимозаменяемы при регистрации обработчиков. (BadRequest.code == 400)

Нестандартные HTTP-коды (такие как HTTP 507 Insufficient Storage) нельзя зарегистрировать, так как они не известны модулю Werkzeug. Для регистрации неизвестных HTTP-кодов необходимо определить подкласс werkzeug.exceptions.HTTPException с соответствующим кодом, зарегистрировать и где надо вернуть HTTP-код 507 Insufficient Storage принудительно вызовите этот класс исключения при помощи инструкции raise.

from werkzeug.exceptions import HTTPException, default_exceptions
from flask import Flask, abort

# создаем подкласс исключения HTTP 507
# Внимание! модуль werkzeug HTTP 507 НЕ ЗНАЕТ!
class InsufficientStorage(HTTPException):
    code = 507
    description = 'Not enough storage space.'

# добавляем код ошибки и соответствующий 
# класс к уже известным HTTP-ошибкам 
default_exceptions[507] = InsufficientStorage

app = Flask(__name__)

# теперь Flask знает про нестандартную ошибку 
# и следовательно можно зарегистрировать для 
# нее собственный обработчик через декоратор 
@app.errorhandler(507)
def error507(e):
    return "<h1>AbraKadabra</h1>", 507

# или зарегистрировать без декоратора
app.register_error_handler(507, error507)

@app.route('/')
def debug():
    abort(507)

app.run()

Обработчики могут быть зарегистрированы для любого класса исключений, а не только для подклассов HTTPException или кодов состояния HTTP. Обработчики могут быть зарегистрированы для определенного класса или для всех подклассов родительского класса.

Обработчики, зарегистрированные в blueprint, имеют приоритет над обработчиками, зарегистрированными глобально в веб-приложении, при условии, что blueprint (схема) обрабатывает запрос, вызывающий исключение. Однако blueprint не может обрабатывать ошибки маршрутизации 404, так как ошибка 404 возникает на уровне маршрутизации до того, как можно определить схему blueprint.

Универсальные обработчики исключений.

Можно зарегистрировать обработчики ошибок для очень общих базовых классов, таких как HTTPException или даже Exception, но имейте в виду, что они будут ловить все ошибки подряд (больше, чем можно ожидать) и в итоге получится одна страница ошибки на разные ситуации.

Например, обработчик ошибок для HTTPException может быть полезен для преобразования страниц ошибок HTML по умолчанию в JSON. Но тогда этот обработчик будет запускать, например ошибки 404 и 405 во время маршрутизации. В общем будьте внимательны при создании универсальных обработчиков.

from flask import json
from werkzeug.exceptions import HTTPException

@app.errorhandler(HTTPException)
def handle_exception(e):
    """Возвращает JSON вместо HTML для ошибок HTTP"""
    # сначала перехватываем ответ Flask для извлечения 
    # правильных заголовков и кода состояния из ошибки
    response = e.get_response()
    # заменяем тело ответа сервера на JSON
    response.data = json.dumps({
        "code": e.code,
        "name": e.name,
        "description": e.description,
    })
    response.content_type = "application/json"
    # возвращаем ответ сервера
    return response

Обработчик ошибок для Exception может !показаться! полезным для изменения способа представления пользователю всех ошибок, даже не перехваченных в коде. Другими словами: страница ошибки с одним и тем же HTTP-кодом для разных ситуаций (о чем говорилось выше). Исключение Exception в Python фиксирует все необработанные ошибки, при этом будут включены все коды состояния HTTP.

Правильнее будет безопаснее зарегистрировать обработчики для более конкретных исключений, т.к. экземпляры HTTPException являются действительными ответами WSGI.

from werkzeug.exceptions import HTTPException

@app.errorhandler(Exception)
def handle_exception(e):
    # исключаем ошибки HTTP
    if isinstance(e, HTTPException):
        # если это ошибка HTTP, то просто
        # возвращаем ее без изменений
        return e

    # в остальных случаях (ошибка кода веб-приложения) 
    # генерируем страницу с ошибкой HTTP 500
    return render_template("500_generic.html", e=e), 500

Обработчики ошибок по-прежнему соблюдают иерархию классов исключений. Если зарегистрировать обработчики как для HTTPException, так и для Exception, то обработчик Exception не будет обрабатывать подклассы HTTPException, т.к. он является более конкретным обработчиком HTTPException.

Как Flask обрабатывает необработанные исключения?

Если код сайта на Flask во время работы ломается, то есть возникло исключение, для которого не зарегистрирован обработчик ошибок, то будет возвращена ошибка 500 Internal Server

Если для исключения InternalServerError зарегистрирован обработчик ошибок, то будет вызван этот обработчик. Начиная с Flask 1.1.0, этому обработчику ошибок всегда будет передаваться экземпляр InternalServerError, а не исходная не перехваченная ошибка. Исходная ошибка доступна как e.original_exception.

Обработчику ошибок 500 Internal Server Error будут передаваться неперехваченные исключения в дополнение к явным ошибкам 500. В режиме отладки обработчик 500 Internal Server Error не используется, а показывается интерактивный отладчик.

Создание собственного дизайна страницы с HTTP-ошибкой 404.

Почти всегда при создании сайта на Flask необходимо потребоваться вызвать исключение HTTPException, чтобы сообщить пользователю, что с запросом что-то не так. Фреймворк Flask поставляется с удобной функцией flask.abort(), которая прерывает запрос со стандартной страницей HTTP-ошибки (только основное описание), зарегистрированной в модуле werkzeug.

В зависимости от кода ошибки, вероятность того, что пользователь действительно увидит конкретную ​​ошибку, меньше или больше.

Рассмотрим приведенный ниже код. Например, может быть маршрут профиля пользователя, и если пользователь не может передать имя пользователя, то можно выдать 400 Bad Request. Если пользователь передает имя пользователя, а сайт не можем его найти, то выдаем сообщение 404 Not Found.

from flask import abort, render_template, request

# имя пользователя должно быть указано в параметрах запроса
# успешный запрос будет похож на /profile?username=jack
@app.route("/profile")
def user_profile():
    username = request.arg.get("username")
    # если имя пользователя не указано в запросе,
    # то вернем `400 Bad Request`
    if username is None:
        abort(400)

    user = get_user(username=username)
    # Если пользователь не наёден, то `404 not found`
    if user is None:
        abort(404)

    return render_template("profile.html", user=user)

Для того, что бы возвращалась страница 404 not found с собственным дизайном, необходимо создать функцию обработчик:

from flask import render_template

@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):
    # в функцию `render_template()` передаем HTML-станицу с собственным
    # дизайном, а так же явно устанавливаем статус 404
    return render_template('404.html'), 404

При использовании фабрик приложений:

from flask import Flask, render_template

# обработчик
def page_not_found(e):
  return render_template('404.html'), 404

def create_app(config_filename):
    app = Flask(__name__)
    # регистрация обработчика
    app.register_error_handler(404, page_not_found)
    return app

Пример шаблона страницы с ошибкой 404.html может быть таким:

{% extends "layout.html" %}
{% block title %}Page Not Found{% endblock %}
{% block body %}
  <h1>Page Not Found</h1>
  <h3>То, что вы искали, просто не существует.</h3>
  <p>Для продолжения перейдите <a href="{{ url_for('index') }}">на главную страницу сайта</a></p>
{% endblock %}

Пример пользовательской страницы ошибки с кодом 500.

Приведенные выше примеры не на много улучшат страницы HTTP-ошибок по умолчанию. Так же можно создать собственный шаблон 500.html следующим образом:

{% extends "layout.html" %}
{% block title %}Internal Server Error{% endblock %}
{% block body %}
  <h1>Internal Server Error</h1>
  <h3>Мы уже знаем об этой ошибке и делаем все возможное для ее устранения!</h3>
  <p>Приносим извинения за причлененные неудобства, скоро все заработает.</p>
{% endblock %}

Создаем функцию обработчик HTTP-ошибок 500 Internal Server Error:

from flask import render_template

@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    # Обратите внимание, что необходимо 
    # явно установить статус 500
    return render_template('500.html'), 500

При использовании фабрик приложений:

from flask import Flask, render_template

# обработчик
def internal_server_error(e):
  return render_template('500.html'), 500

def create_app():
    app = Flask(__name__)
    # регистрация обработчика
    app.register_error_handler(500, internal_server_error)
    return app

При использовании модульных приложений с Blueprints:

from flask import Blueprint

blog = Blueprint('blog', __name__)

# регистрация обработчика при помощи декоратора
@blog.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    return render_template('500.html'), 500

# или с использованием метода `register_error_handler()`
blog.register_error_handler(500, internal_server_error)

Особенности обработки ошибок в схемах blueprint Flask.

В модульных приложениях с blueprint большинство обработчиков ошибок будут работать должным образом, но есть предостережение относительно обработчиков исключений 404 и 405. Эти обработчики вызываются только из соответствующего оператора raise или вызывают flask.abort() в другой функции-представлении схемы blueprint. Они не вызываются, например, из-за недействительного доступа к URL-адресу.

Это связано с тем, что blueprint не принадлежит определенное пространство URL-адресов, поэтому экземпляр приложения не имеет возможности узнать, какой обработчик ошибок схемы (blueprint) необходимо запустить, если указан недопустимый URL-адрес. Если необходимо использовать различные стратегии обработки этих ошибок на основе префиксов URL-адресов, то они могут быть определены на уровне приложения с помощью объекта прокси-сервера запроса flask.request.

from flask import jsonify, render_template

# на уровне всего веб-приложения
# это не уровень определенной схемы blueprint
@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):
    # Если запрос находится в пространстве URL блога
    if request.path.startswith('/blog/'):
        # то возвращаем кастомную 404 ошибку для блога 
        return render_template("blog/404.html"), 404
    else:
        # в противном случае возвращаем 
        # общую 404 ошибку  для всего сайта
        return render_template("404.html"), 404

@app.errorhandler(405)
def method_not_allowed(e):
    # Если в запросе указан неверный метод к API
    if request.path.startswith('/api/'):
        # возвращаем json с 405 HTTP-ошибкой
        return jsonify(message="Method Not Allowed"), 405
    else:
        # в противном случае возвращаем 
        # общую 405 ошибку для всего сайта
        return render_template("405.html"), 405

Возврат ошибок API в формате JSON

При создании API-интерфейсов во Flask некоторые разработчики понимают, что встроенные исключения недостаточно выразительны для API-интерфейсов и что тип содержимого text/html, который они генерируют, не очень полезен для потребителей API.

Используя те же методы, что и выше плюс flask.jsonify(), можно возвращать ответы JSON на ошибки API. Функция flask.abort() вызывается с аргументом description. Обработчик ошибок будет использовать это как сообщение об ошибке JSON и установит код состояния на 404.

from flask import abort, jsonify

@app.errorhandler(404)
def resource_not_found(e):
    return jsonify(error=str(e)), 404

@app.route("/cheese")
def get_one_cheese():
    resource = get_resource()

    if resource is None:
        abort(404, description="Resource not found")

    return jsonify(resource)

Можно создавать собственные классы исключений. Например, можно ввести новое настраиваемое исключение для API, которое будет принимать правильное удобочитаемое сообщение, код состояния для ошибки и некоторую дополнительную полезную информацию, чтобы дать больше конкретики для ошибки.

Простой пример:

from flask import jsonify, request

class InvalidAPIUsage(Exception):
    status_code = 400

    def __init__(self, message, status_code=None, payload=None):
        super().__init__()
        self.message = message
        if status_code is not None:
            self.status_code = status_code
        self.payload = payload

    def to_dict(self):
        rv = dict(self.payload or ())
        rv['message'] = self.message
        return rv

@app.errorhandler(InvalidAPIUsage)
def invalid_api_usage(e):
    return jsonify(e.to_dict())

# маршрут API для получения информации о пользователе
# правильный запрос может быть /api/user?user_id=420
@app.route("/api/user")
def user_api(user_id):
    user_id = request.arg.get("user_id")
    if not user_id:
        raise InvalidAPIUsage("No user id provided!")

    user = get_user(user_id=user_id)
    if not user:
        raise InvalidAPIUsage("No such user!", status_code=404)

    return jsonify(user.to_dict())

Теперь функция-представление может вызвать это исключение с сообщением об ошибке. Кроме того, дополнительная полезная информация может быть предоставлена ​​в виде словаря через параметр payload.

Работа с ошибками приложения

Приложения отказывают,серверы отказывают.Рано или поздно вы увидите исключение в производстве.Даже если ваш код на 100% правильный,вы все равно будете время от времени видеть исключения.Почему? Потому что все остальное,что задействовано в коде,не работает.Вот несколько ситуаций,когда совершенно правильный код может привести к ошибкам сервера:

• клиент завершил запрос раньше времени,а приложение все еще считывало входящие данные
• сервер базы данных был перегружен и не смог обработать запрос
• файловая система заполнена
• разбился жесткий диск
• перегрузка внутреннего сервера
• программная ошибка в используемой вами библиотеке
• сетевое подключение сервера к другой системе не удалось

И это лишь небольшая часть проблем, с которыми вы можете столкнуться. Итак, как нам справиться с такой проблемой? По умолчанию, если ваше приложение работает в производственном режиме и возникает исключение, Flask отобразит для вас очень простую страницу и зарегистрирует исключение в logger .

Но есть и другие возможности,и мы расскажем о некоторых лучших настройках для работы с ошибками,включая пользовательские исключения и инструменты сторонних производителей.

$ pip install sentry-sdk[flask]

import sentry_sdk
from sentry_sdk.integrations.flask import FlaskIntegration

sentry_sdk.init('YOUR_DSN_HERE', integrations=[FlaskIntegration()])

@app.errorhandler(werkzeug.exceptions.BadRequest)
def handle_bad_request(e):
    return 'bad request!', 400


app.register_error_handler(400, handle_bad_request)

class InsufficientStorage(werkzeug.exceptions.HTTPException):
    code = 507
    description = 'Not enough storage space.'

app.register_error_handler(InsufficientStorage, handle_507)

raise InsufficientStorage()

from flask import json
from werkzeug.exceptions import HTTPException

@app.errorhandler(HTTPException)
def handle_exception(e):
    """Return JSON instead of HTML for HTTP errors."""
    
    response = e.get_response()
    
    response.data = json.dumps({
        "code": e.code,
        "name": e.name,
        "description": e.description,
    })
    response.content_type = "application/json"
    return response

from werkzeug.exceptions import HTTPException

@app.errorhandler(Exception)
def handle_exception(e):
    
    if isinstance(e, HTTPException):
        return e

    
    return render_template("500_generic.html", e=e), 500

from flask import abort, render_template, request



@app.route("/profile")
def user_profile():
    username = request.arg.get("username")
    
    if username is None:
        abort(400)

    user = get_user(username=username)
    
    if user is None:
        abort(404)

    return render_template("profile.html", user=user)

from flask import render_template

@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):
    
    return render_template('404.html'), 404

from flask import Flask, render_template

def page_not_found(e):
  return render_template('404.html'), 404

def create_app(config_filename):
    app = Flask(__name__)
    app.register_error_handler(404, page_not_found)
    return app

{% extends "layout.html" %}
{% block title %}Page Not Found{% endblock %}
{% block body %}
  <h1>Page Not Found</h1>
  <p>What you were looking for is just not there.
  <p><a href="{{ url_for('index') }}">go somewhere nice</a>
{% endblock %}

Further Examples

Приведенные выше примеры на самом деле не являются улучшением стандартных страниц исключений.Мы можем создать пользовательский шаблон 500.html следующим образом:

{% extends "layout.html" %}
{% block title %}Internal Server Error{% endblock %}
{% block body %}
  <h1>Internal Server Error</h1>
  <p>Oops... we seem to have made a mistake, sorry!</p>
  <p><a href="{{ url_for('index') }}">Go somewhere nice instead</a>
{% endblock %}

Это можно реализовать путем рендеринга шаблона при «500 Internal Server Error»:

from flask import render_template

@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    
    return render_template('500.html'), 500

При использовании фабрик приложений :

from flask import Flask, render_template

def internal_server_error(e):
  return render_template('500.html'), 500

def create_app():
    app = Flask(__name__)
    app.register_error_handler(500, internal_server_error)
    return app

При использовании модульных приложений с Blueprints :

from flask import Blueprint

blog = Blueprint('blog', __name__)


@blog.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    return render_template('500.html'), 500


blog.register_error_handler(500, internal_server_error)

from flask import jsonify, render_template



@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):
    
    if request.path.startswith('/blog/'):
        
        return render_template("blog/404.html"), 404
    else:
        
        return render_template("404.html"), 404

@app.errorhandler(405)
def method_not_allowed(e):
    
    if request.path.startswith('/api/'):
        
        return jsonify(message="Method Not Allowed"), 405
    else:
        
        return render_template("405.html"), 405

from flask import abort, jsonify

@app.errorhandler(404)
def resource_not_found(e):
    return jsonify(error=str(e)), 404

@app.route("/cheese")
def get_one_cheese():
    resource = get_resource()

    if resource is None:
        abort(404, description="Resource not found")

    return jsonify(resource)

from flask import jsonify, request

class InvalidAPIUsage(Exception):
    status_code = 400

    def __init__(self, message, status_code=None, payload=None):
        super().__init__()
        self.message = message
        if status_code is not None:
            self.status_code = status_code
        self.payload = payload

    def to_dict(self):
        rv = dict(self.payload or ())
        rv['message'] = self.message
        return rv

@app.errorhandler(InvalidAPIUsage)
def invalid_api_usage(e):
    return jsonify(e.to_dict()), e.status_code



@app.route("/api/user")
def user_api(user_id):
    user_id = request.arg.get("user_id")
    if not user_id:
        raise InvalidAPIUsage("No user id provided!")

    user = get_user(user_id=user_id)
    if not user:
        raise InvalidAPIUsage("No such user!", status_code=404)

    return jsonify(user.to_dict())

Flask

2.2

• Waitress

• Проектные решения во Flask

• Extensions

• Installation

• Основы Flask
• Что это такое? Простое WSGI-приложение
• Использование шаблонов страниц сайта
• Контекст приложения и контекст запроса
• Функция url_for и переменные URL-адреса
• Подключение внешних ресурсов и работа с формами
• Мгновенные сообщения — flash, get_flashed_messages
• Декоратор errorhandler, функции redirect и abort

• Главная
• Flask
• Основы Flask

@app.errorhandler(404)
def pageNotFount(error):
    return render_template('page404.html', title="Страница не найдена", menu=menu)

{% extends 'base.html' %}
 
{% block content %}
{{ super() }}
Страница не найдена, вернуться на <a href="/">главную</a> страницу.
{% endblock %}

return render_template('page404.html', title="Страница не найдена", menu=menu), 404

@app.route("/login", methods=["POST", "GET"])
def login():
    if 'userLogged' in session:
        return redirect(url_for('profile', username=session['userLogged']))
    elif request.form['username'] == "selfedu" and request.form['psw'] == "123":
        session['userLogged'] = request.form['username']
        return redirect(url_for('profile', username=session['userLogged']))
 
    return render_template('login.html', title="Авторизация", menu=menu)

{% extends 'base.html' %}
 
{% block content %}
{{ super() }}
<form action="/login" method="post" class="form-contact">
<p><label>Имя: </label> <input type="text" name="username" value="" requied />
<p><label>Пароль: </label> <input type="password" name="psw" value="" requied />
<p><input type="submit" value="Войти" />
</form>
{% endblock %}

@app.route("/profile/<username>")
def profile(username):
    if 'userLogged' not in session or session['userLogged'] != username:
        abort(401)
 
    return f"Пользователь: {username}"

blog.miguelgrinberg.com

Miguel Grinberg

<<< предыдущая следующая >>>

Эта статья является переводом седьмой части нового издания учебника Мигеля Гринберга, выпуск которого автор планирует завершить в мае 2018.Прежний перевод давно утратил свою актуальность.

Я, со своей стороны, постараюсь не отставать с переводом.

Это седьмая глава серии Mask-Tutorial, в которой я расскажу вам, как выполнять обработку ошибок в приложении Flask.

Для справки ниже приведен список статей этой серии.

Примечание 1: Если вы ищете старые версии данного курса, это здесь.

Примечание 2: Если вдруг Вы хотели бы выступить в поддержку моей(Мигеля) работы в этом блоге, или просто не имеете терпения дожидаться неделю статьи, я (Мигель Гринберг)предлагаю полную версию данного руководства упакованную электронную книгу или видео. Для получения более подробной информации посетите learn.miguelgrinberg.com.

В этой главе я перехожу от кодирования новых функций для моего микроблогического приложения и вместо этого обсужу несколько стратегий борьбы с ошибками, которые неизменно появляются в любом программном проекте. Чтобы проиллюстрировать эту тему, я намеренно допустил ошибку в коде, который я добавил в главе 6. Прежде чем продолжить чтение, посмотрите, сможете ли вы его найти!

Ссылки GitHub для этой главы: Browse, Zip, Diff.

Обработка ошибок в Flask

Что происходит, когда возникает ошибка в приложении Flask? Лучший способ узнать это — испытать это самому. Запустите приложение и убедитесь, что у вас зарегистрировано не менее двух пользователей. Войдите в систему как один из пользователей, откройте страницу профиля и нажмите ссылку «Изменить». В редакторе профиля попробуйте изменить имя пользователя на существующее имя другого пользователя, который уже зарегистрирован, и попытайтесь применить исправления! Это приведет к появлению страшной страницы «Internal Server Error» ( «Внутренняя ошибка сервера» ):

В сеансе терминала, на котором запущено приложение, вы видите трассировку стека ошибки. Трассировки стека чрезвычайно полезны при отладке ошибок, поскольку они показывают последовательность вызовов в этом стеке, вплоть до строки, вызвавшей ошибку:

(venv) $ flask run
 * Serving Flask app "microblog"
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
[2017-09-14 22:40:02,027] ERROR in app: Exception on /edit_profile [POST]
Traceback (most recent call last):
  File "/home/miguel/microblog/venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/base.py", line 1182, in _execute_context
    context)
  File "/home/miguel/microblog/venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/default.py", line 470, in do_execute
    cursor.execute(statement, parameters)
sqlite3.IntegrityError: UNIQUE constraint failed: user.username

Трассировка стека указывает, чем вызвана ошибка. Приложение позволяет пользователю изменять имя пользователя без проверки, что новое имя пользователя не совпадает с другим пользователем, уже находящимся в системе. Ошибка возникает из SQLAlchemy, которая пытается записать новое имя пользователя в базу данных, но база данных отвергает его, потому что столбец имени пользователя определен с unique = True.

Важно, что страница с ошибкой, представленная пользователю, не содержит много информации об ошибке, и это правильно. Я определенно не хочу, чтобы пользователи узнали, что авария была вызвана ошибкой базы данных или какой базой данных я пользуюсь, а также именами таблиц и полей в моей базе данных. Вся эта информация должна быть внутренней.

Есть несколько вещей, которые далеки от идеала. У меня есть страница с ошибкой, которая безобразна и не соответствует макету приложения. У меня также есть важные трассировки стека приложений, которые сбрасываются на терминале, и мне нужно постоянно следить за тем, чтобы я не пропустил никаких ошибок. И, конечно, у меня есть ошибка. Я собираюсь решить все эти проблемы, но сначала поговорим о режиме отладки Flask.

Режим отладки

То, как ошибки обрабатываются выше, отлично подходит для системы, которая работает на production сервере. Если есть ошибка, пользователь получает страницу с неопределенной ошибкой (хотя я собираюсь сделать эту страницу с ошибкой более приятной), а важные данные об ошибке — в выводе сервера или в файле журнала.

Но когда вы разрабатываете приложение, вы можете включить режим отладки, режим, в котором Flask выводит действительно хороший отладчик непосредственно в ваш браузер. Чтобы активировать режим отладки, остановите приложение, а затем установите следующую переменную среды:

(venv) $ export FLASK_DEBUG=1

Если вы работаете в ОС Microsoft Windows, не забудьте использовать set вместо экспорта.

После того, как вы установили FLASK_DEBUG, перезапустите сервер. Строки на вашем терминале будут немного отличаться от того, что вы привыкли видеть:

(venv) microblog2 $ flask run
 * Serving Flask app "microblog"
 * Forcing debug mode on
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 177-562-960

Теперь устроим приложению аварийный сбой еще раз, чтобы увидеть интерактивный отладчик в вашем браузере:

Отладчик позволяет развернуть каждый уровень стека и увидеть соответствующий исходный код. Вы также можете открыть Python для любого из фреймов и выполнить любые допустимые выражения Python, например, чтобы проверить значения переменных.

Крайне важно, чтобы вы никогда не запускали приложение Flask в режиме отладки на рабочем сервере. Отладчик позволяет удаленно выполнять код на сервере, поэтому он может стать неожиданным подарком злоумышленнику, который хочет проникнуть в ваше приложение или на ваш сервер. В качестве дополнительной меры безопасности отладчик, запущенный в браузере, закроется, и при первом использовании запросит PIN-код, который вы можете увидеть на выходе команды flask run.

Поскольку я говорю о режиме отладки, следует упомянуть про вторую важную функцию, которая включена в режиме отладки — перезагрузка. Это очень полезная функция разработки, которая автоматически перезапускает приложение при изменении исходного файла. Если вы выполните flask run в режиме отладки, можно продолжать работать в своем приложении и при каждом сохранении файла, приложение перезапустится, чтобы забрать новый код.

Пользовательские страницы ошибок

Flask предоставляет механизм приложения для создания собственных страниц ошибок, так что вашим пользователям не нужно видеть простые и скучные значения по умолчанию. В качестве примера давайте определим пользовательские страницы ошибок для ошибок HTTP 404 и 500, двух наиболее распространенных. Определение страниц для других ошибок работает одинаково.

Чтобы объявить пользовательский обработчик ошибок, используется декоратор @errorhandler. Я собираюсь поместить обработчики ошибок в новый модуль app/errors.py.

from flask import render_template
from app import app, db

@app.errorhandler(404)
def not_found_error(error):
    return render_template('404.html'), 404

@app.errorhandler(500)
def internal_error(error):
    db.session.rollback()
    return render_template('500.html'), 500

Функции ошибок работают аналогично функциям просмотра. Для этих двух ошибок я возвращаю содержимое их соответствующих шаблонов. Обратите внимание, что обе функции возвращают второе значение после шаблона, который является номером кода ошибки. Для всех функций представления, которые я создал до сих пор, мне не нужно было добавлять второе возвращаемое значение, потому что по умолчанию 200 (код состояния для успешного завершения) — это то, что я хотел. Сейчас это страницы с ошибками, поэтому я хочу, чтобы код состояния ответа это отражал.

Обработчик ошибок для 500-й ошибки может быть вызван после возникновения сбоя базы данных, которая на самом деле была вызвана умышленным случаем дубликата имени пользователя. Чтобы убедиться, что неудачные сеансы базы данных не мешают доступу к базе данных, вызванным шаблоном, я выдаю откат сеанса. Это сбрасывает сеанс в чистое состояние.

Вот шаблон для ошибки 404:

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>File Not Found</h1>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

И вот одна из ошибок 500:

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>An unexpected error has occurred</h1>
    <p>The administrator has been notified. Sorry for the inconvenience!</p>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

Оба шаблона наследуют шаблон base.html, так что страница с ошибками имеет тот же внешний вид, что и обычные страницы приложения.

Чтобы получить эти обработчики ошибок, зарегистрированные в Flask, мне нужно импортировать новый модуль app/errors.py после создания экземпляра приложения:

# ...

from app import routes, models, errors

Если вы установили FLASK_DEBUG = 0 в сеансе терминала и затем снова вызвали ошибку повторного имени пользователя, вы увидите более приятную страницу с ошибкой.

Отправка ошибок по электронной почте

Другая проблема с обработкой ошибок по умолчанию, предоставляемой Flask, заключается в том, что нет уведомлений! Трассировка стека ошибки печатается на терминале, а это означает, что вывод процесса сервера должен контролироваться на обнаружение ошибок. Когда вы запускаете приложение во время разработки, это нормально, но как только приложение будет развернуто на production сервере, никто не будет смотреть на результат, поэтому необходимо создать более надежное решение.

Я думаю, что очень важно, чтобы я активно реагировал на ошибки. Если в production версии приложения возникает ошибка, я хочу знать сразу. Таким образом, моим первым решением будет сконфигурировать Flask для отправки мне сообщения по email сразу после возникновения ошибки с трассировкой стека ошибки в сообщении электронной почты.

Первым шагом является добавление данных сервера электронной почты в файл конфигурации:

class Config(object):
    # ...
    MAIL_SERVER = os.environ.get('MAIL_SERVER')
    MAIL_PORT = int(os.environ.get('MAIL_PORT') or 25)
    MAIL_USE_TLS = os.environ.get('MAIL_USE_TLS') is not None
    MAIL_USERNAME = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
    MAIL_PASSWORD = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')
    ADMINS = ['your-email@example.com']

Переменные конфигурации для электронной почты соднржат сервер и порт, флаг для включения зашифрованных соединений и необязательное имя пользователя и пароль. Пять переменных конфигурации получены из их сопоставлений переменным среды. Если сервер электронной почты не установлен в среде, то я буду использовать это как знак того, что ошибки электронной почты должны быть отключены. Порт сервера электронной почты также можно указать в переменной среды, но если он не установлен, используется стандартный порт 25. Учетные данные почтового сервера по умолчанию не используются, но могут быть предоставлены при необходимости. Переменная конфигурации ADMINS представляет собой список адресов электронной почты, которые будут получать отчеты об ошибках, поэтому ваш собственный адрес электронной почты должен быть в этом списке.

Flask использует пакет logging Python для ведения своих журналов, а этот пакет уже имеет возможность отправлять журналы по электронной почте. Все, что мне нужно сделать, чтобы отправлять электронные сообщения, содержащие ошибки, — это добавить экземпляр SMTPHandler в объект журнала Flask, которым является app.logger:

import logging
from logging.handlers import SMTPHandler

# ...

if not app.debug:
    if app.config['MAIL_SERVER']:
        auth = None
        if app.config['MAIL_USERNAME'] or app.config['MAIL_PASSWORD']:
            auth = (app.config['MAIL_USERNAME'], app.config['MAIL_PASSWORD'])
        secure = None
        if app.config['MAIL_USE_TLS']:
            secure = ()
        mail_handler = SMTPHandler(
            mailhost=(app.config['MAIL_SERVER'], app.config['MAIL_PORT']),
            fromaddr='no-reply@' + app.config['MAIL_SERVER'],
            toaddrs=app.config['ADMINS'], subject='Microblog Failure',
            credentials=auth, secure=secure)
        mail_handler.setLevel(logging.ERROR)
        app.logger.addHandler(mail_handler)

Как видно, я включил регистратор электронной почты только, когда приложение работает без режима отладки, что определено приложением в app.debug как True, а также когда сервер электронной почты существует в конфигурации.

Настройка почтового регистратора несколько утомительна из-за необходимости обрабатывать дополнительные параметры безопасности, которые присутствуют на многих серверах электронной почты. Но в сущности, вышеприведенный код создает экземпляр SMTPHandler, устанавливает его уровень, чтобы он отправлял только сообщения об ошибках, а не предупреждения, информационные или отладочные сообщения и, наконец, прикреплял их к app.logger из Flask.

Существует два подхода к проверке работоспособности этой функции. Самый простой способ — использовать SMTP-сервер отладки от Python. Это ложный почтовый сервер, который принимает сообщения электронной почты, но вместо их отправки выводит их на консоль. Чтобы запустить этот сервер, откройте второй сеанс терминала и запустите на нем следующую команду:

(venv) $ python -m smtpd -n -c DebuggingServer localhost:8025

Чтобы протестировать приложение с этим сервером, вы должны установить MAIL_SERVER = localhost и MAIL_PORT = 8025. Если вы находитесь в системе Linux или Mac OS, вам, скорее всего, потребуется префикс команды sudo, чтобы он мог выполняться с правами администратора. Если вы находитесь в системе Windows, вам может потребоваться открыть окно терминала в качестве администратора. Для этой команды необходимы права администратора, поскольку порты ниже 1024 являются портами только для администратора. В качестве альтернативы вы можете изменить порт на более высокий номер порта, например 5025, и установить переменную MAIL_PORT в выбранный вами порт в среде, и это не потребует прав администратора.

Оставьте запущенный SMTP-сервер отладки и вернитесь к своему первому терминалу и установите export MAIL_SERVER = localhost и MAIL_PORT = 8025 (используйте set вместо export, если вы используете Microsoft Windows). Убедитесь, что для переменной FLASK_DEBUG установлено значение 0 или не установлено вообще, так как приложение не будет отправлять электронные письма в режиме отладки.
Запустите приложение и вызовите ошибку SQLAlchemy еще раз, чтобы узнать, как сеанс терминала, на котором работает поддельный почтовый сервер, показывает электронное письмо с полным содержимым стека ошибки.

Второй метод тестирования для этой функции — настроить настоящий почтовый сервер. Ниже приведена конфигурация для использования почтового сервера для учетной записи Gmail:

export MAIL_SERVER=smtp.googlemail.com
export MAIL_PORT=587
export MAIL_USE_TLS=1
export MAIL_USERNAME=<your-gmail-username>
export MAIL_PASSWORD=<your-gmail-password>

Если вы используете Microsoft Windows, не забудьте использовать set вместо export в каждой из приведенной выше инструкции.

Функции безопасности вашей учетной записи Gmail могут препятствовать приложению отправлять электронную почту через нее, если вы явно не разрешаете «less secure apps» («менее безопасным приложениям») доступ к вашей учетной записи Gmail. Прочитать об этом можно здесь, и если вас беспокоит безопасность вашей учетной записи, можно создать вторичную учетную запись, которую настройте только для проверки электронной почты, или временно включите разрешение для менее безопасных приложений на время запуска этого теста, а затем вернитесь к умолчанию.

Запись лога в файл

Получение ошибок по электронной почте полезно, но иногда недостаточно. Есть некоторые случаи сбоя, которые не описываются исключением Python и не являются серьезной проблемой, но они все равно могут быть достаточно интересными для сохранения в целях отладки. По этой причине я также буду поддерживать логфайл для приложения.

Чтобы включить ведение журнала другого обработчика, на этот раз типа RotatingFileHandler необходимо включить logger приложения аналогично обработчику электронной почты.

# ...
from logging.handlers import RotatingFileHandler
import os

# ...

if not app.debug:
    # ...

    if not os.path.exists('logs'):
        os.mkdir('logs')
    file_handler = RotatingFileHandler('logs/microblog.log', maxBytes=10240,
                                       backupCount=10)
    file_handler.setFormatter(logging.Formatter(
        '%(asctime)s %(levelname)s: %(message)s [in %(pathname)s:%(lineno)d]'))
    file_handler.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.addHandler(file_handler)

    app.logger.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.info('Microblog startup')

Я пишу логфайл с именем microblog.log в каталоге logs, который я создаю, если он еще не существует.

Класс RotatingFileHandler удобен, потому что он переписывает журналы, гарантируя, что файлы журнала не будут слишком большими, если приложение работает в течение длительного времени. В этом случае я ограничиваю размер логфайла 10 КБ, и храню последние десять файлов журнала в качестве резервных копий.

Класс logging.Formatter предоставляет настройку формата сообщений журнала. Поскольку эти сообщения отправляются в файл, я хочу, чтобы они содержали как можно больше информации. Поэтому я использую формат, который включает отметку времени, уровень ведения журнала,
сообщение, исходный файл и номер строки, откуда возникла запись в журнале.

Чтобы сделать регистрацию более полезной, я также понижаю уровень ведения журнала до категории INFO, как в регистраторе приложений, так и в обработчике файлов. Если вы не знакомы с категориями ведения журнала, это DEBUG, INFO, WARNING,ERROR и CRITICAL в порядке возрастания степени тяжести.

В качестве первого полезного использования логфайла сервер записывает строку в журнал каждый раз, когда он запускается. Когда приложение запускается на production сервере, эти записи журнала сообщают вам, когда сервер был перезапущен.

Исправление дубля имени пользователя

Я слишком долго использовал ошибку дублирования имени пользователя. Теперь, когда я показал вам, как подготовить приложение для обработки подобных ошибок, я могу наконец то это исправить.

Если вы помните, RegistrationForm уже выполняет проверку для имен пользователей, но требования формы редактирования немного отличаются. Во время регистрации мне нужно убедиться, что имя пользователя, введенное в форму, не существует в базе данных. В форме профиля редактирования я должен выполнить ту же проверку, но с одним исключением. Если пользователь оставляет исходное имя пользователя нетронутым, то проверка должна его разрешить, поскольку это имя пользователя уже назначено этому пользователю. Ниже вы можете увидеть, как я выполнил проверку имени пользователя для этой формы:

class EditProfileForm(FlaskForm):
    username = StringField('Username', validators=[DataRequired()])
    about_me = TextAreaField('About me', validators=[Length(min=0, max=140)])
    submit = SubmitField('Submit')

    def __init__(self, original_username, *args, **kwargs):
        super(EditProfileForm, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.original_username = original_username

    def validate_username(self, username):
        if username.data != self.original_username:
            user = User.query.filter_by(username=self.username.data).first()
            if user is not None:
                raise ValidationError('Please use a different username.')

Реализация выполняется в специальном методе проверки, функция super в конструкторе класса, который принимает исходное имя пользователя в качестве аргумента. Это имя пользователя сохраняется как переменная экземпляра и проверяется в методе validate_username(). Если имя пользователя, введенное в форму, совпадает с исходным именем пользователя, то нет причин проверять базу данных на наличие дубликатов.

Чтобы использовать этот новый метод проверки, мне нужно добавить исходный аргумент имени пользователя в функцию вида, где создается объект формы:

@app.route('/edit_profile', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
def edit_profile():
    form = EditProfileForm(current_user.username)
    # ...

Теперь ошибка исправлена, и дубликаты в форме профиля редактирования будут предотвращены в большинстве случаев. Это не идеальное решение, поскольку оно может не работать, когда два или несколько процессов одновременно обращаются к базе данных. В этой ситуации состояние гонки может привести к валидации, но спустя мгновение при попытке переименования база данных уже была изменена другим процессом и не может переименовать пользователя. Это несколько маловероятно, за исключением очень занятых приложений, у которых много серверных процессов, поэтому я пока не буду беспокоиться об этом.

На этом этапе вы можете попытаться воспроизвести ошибку еще раз, чтобы увидеть, как ее предотвращает метод проверки формы.

<<< предыдущая следующая >>>

This is the seventh installment of the Flask Mega-Tutorial series, in which I’m going to tell you how to do error handling in a Flask application.

For your reference, below is a list of the articles in this series.

• Chapter 1: Hello, World!
• Chapter 2: Templates
• Chapter 3: Web Forms
• Chapter 4: Database
• Chapter 5: User Logins
• Chapter 6: Profile Page and Avatars
• Chapter 7: Error Handling (this article)
• Chapter 8: Followers
• Chapter 9: Pagination
• Chapter 10: Email Support
• Chapter 11: Facelift
• Chapter 12: Dates and Times
• Chapter 13: I18n and L10n
• Chapter 14: Ajax
• Chapter 15: A Better Application Structure
• Chapter 16: Full-Text Search
• Chapter 17: Deployment on Linux
• Chapter 18: Deployment on Heroku
• Chapter 19: Deployment on Docker Containers
• Chapter 20: Some JavaScript Magic
• Chapter 21: User Notifications
• Chapter 22: Background Jobs
• Chapter 23: Application Programming Interfaces (APIs)

In this chapter I’m taking a break from coding new features into my microblog application, and instead will discuss a few strategies to deal with bugs, which invariably make an appearance in every software project. To help illustrate this topic, I intentionally let a bug slip in the code that I’ve added in Chapter 6. Before you continue reading, see if you can find it!

The GitHub links for this chapter are: Browse, Zip, Diff.

What happens when an error occurs in a Flask application? The best way to find out is to experience it first hand. Go ahead and start the application, and make sure you have at least two users registered. Log in as one of the users, open the profile page and click the «Edit» link. In the profile editor, try to change the username to the username of another user that is already registered, and boom! This is going to bring a scary looking «Internal Server Error» page:

If you look in the terminal session where the application is running, you will see a stack trace of the error. Stack traces are extremely useful in debugging errors, because they show the sequence of calls in that stack, all the way to the line that produced the error:

(venv) $ flask run
 * Serving Flask app "microblog"
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
[2021-06-14 22:40:02,027] ERROR in app: Exception on /edit_profile [POST]
Traceback (most recent call last):
  File "venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/base.py", in _execute_context
    context)
  File "venv/lib/python3.6/site-packages/sqlalchemy/engine/default.py", in do_execute
    cursor.execute(statement, parameters)
sqlite3.IntegrityError: UNIQUE constraint failed: user.username

The stack trace indicates what is the bug. The application allows a user to change the username, and does not validate that the new username chosen does not collide with another user already in the system. The error comes from SQLAlchemy, which tries to write the new username to the database, but the database rejects it because the username column is defined with unique=True.

It is important to note that the error page that is presented to the user does not provide much information about the error, and that is good. I definitely do not want users to learn that the crash was caused by a database error, or what database I’m using, or what are some of the table and field names in my database. All that information should be kept internal.

There are a few things that are far from ideal. I have an error page that is very ugly and does not match the application layout. I also have important application stack traces being dumped on a terminal that I need to constantly watch to make sure I don’t miss any errors. And of course I have a bug to fix. I’m going to address all these issues, but first, let’s talk about Flask’s debug mode.

Debug Mode

The way you saw that errors are handled above is great for a system that is running on a production server. If there is an error, the user gets a vague error page (though I’m going to make this error page nicer), and the important details of the error are in the server process output or in a log file.

But when you are developing your application, you can enable debug mode, a mode in which Flask outputs a really nice debugger directly on your browser. To activate debug mode, stop the application, and then set the following environment variable:

(venv) $ export FLASK_ENV=development

If you are on Microsoft Windows, remember to use set instead of export.

After you set FLASK_ENV, restart the server. The output on your terminal is going to be slightly different than what you are used to see:

(venv) microblog2 $ flask run
 * Serving Flask app 'microblog.py' (lazy loading)
 * Environment: development
 * Debug mode: on
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 118-204-854

Now make the application crash one more time to see the interactive debugger in your browser:

The debugger allows you expand each stack frame and see the corresponding source code. You can also open a Python prompt on any of the frames and execute any valid Python expressions, for example to check the values of variables.

It is extremely important that you never run a Flask application in debug mode on a production server. The debugger allows the user to remotely execute code in the server, so it can be an unexpected gift to a malicious user who wants to infiltrate your application or your server. As an additional security measure, the debugger running in the browser starts locked, and on first use will ask for a PIN number, which you can see in the output of the flask run command.

Since I am in the topic of debug mode, I should mention the second important feature that is enabled with debug mode, which is the reloader. This is a very useful development feature that automatically restarts the application when a source file is modified. If you run flask run while in debug mode, you can then work on your application and any time you save a file, the application will restart to pick up the new code.

Custom Error Pages

Flask provides a mechanism for an application to install its own error pages, so that your users don’t have to see the plain and boring default ones. As an example, let’s define custom error pages for the HTTP errors 404 and 500, the two most common ones. Defining pages for other errors works in the same way.

To declare a custom error handler, the @errorhandler decorator is used. I’m going to put my error handlers in a new app/errors.py module.

app/errors.py: Custom error handlers

from flask import render_template
from app import app, db

@app.errorhandler(404)
def not_found_error(error):
    return render_template('404.html'), 404

@app.errorhandler(500)
def internal_error(error):
    db.session.rollback()
    return render_template('500.html'), 500

The error functions work very similarly to view functions. For these two errors, I’m returning the contents of their respective templates. Note that both functions return a second value after the template, which is the error code number. For all the view functions that I created so far, I did not need to add a second return value because the default of 200 (the status code for a successful response) is what I wanted. In this case these are error pages, so I want the status code of the response to reflect that.

The error handler for the 500 errors could be invoked after a database error, which was actually the case with the username duplicate above. To make sure any failed database sessions do not interfere with any database accesses triggered by the template, I issue a session rollback. This resets the session to a clean state.

Here is the template for the 404 error:

app/templates/404.html: Not found error template

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>File Not Found</h1>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

And here is the one for the 500 error:

app/templates/500.html: Internal server error template

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    <h1>An unexpected error has occurred</h1>
    <p>The administrator has been notified. Sorry for the inconvenience!</p>
    <p><a href="{{ url_for('index') }}">Back</a></p>
{% endblock %}

Both templates inherit from the base.html template, so that the error page has the same look and feel as the normal pages of the application.

To get these error handlers registered with Flask, I need to import the new app/errors.py module after the application instance is created:

app/__init__.py: Import error handlers

# ...

from app import routes, models, errors

If you set FLASK_ENV=production in your terminal session and then trigger the duplicate username bug one more time, you are going to see a slightly more friendly error page.

Sending Errors by Email

The other problem with the default error handling provided by Flask is that there are no notifications, stack trace for errors are printed to the terminal, which means that the output of the server process needs to be monitored to discover errors. When you are running the application during development, this is perfectly fine, but once the application is deployed on a production server, nobody is going to be looking at the output, so a more robust solution needs to be put in place.

I think it is very important that I take a proactive approach regarding errors. If an error occurs on the production version of the application, I want to know right away. So my first solution is going to be to configure Flask to send me an email immediately after an error, with the stack trace of the error in the email body.

The first step is to add the email server details to the configuration file:

config.py: Email configuration

class Config(object):
    # ...
    MAIL_SERVER = os.environ.get('MAIL_SERVER')
    MAIL_PORT = int(os.environ.get('MAIL_PORT') or 25)
    MAIL_USE_TLS = os.environ.get('MAIL_USE_TLS') is not None
    MAIL_USERNAME = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
    MAIL_PASSWORD = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')
    ADMINS = ['your-email@example.com']

The configuration variables for email include the server and port, a boolean flag to enable encrypted connections, and optional username and password. The five configuration variables are sourced from their environment variable counterparts. If the email server is not set in the environment, then I will use that as a sign that emailing errors needs to be disabled. The email server port can also be given in an environment variable, but if not set, the standard port 25 is used. Email server credentials are by default not used, but can be provided if needed. The ADMINS configuration variable is a list of the email addresses that will receive error reports, so your own email address should be in that list.

Flask uses Python’s logging package to write its logs, and this package already has the ability to send logs by email. All I need to do to get emails sent out on errors is to add a SMTPHandler instance to the Flask logger object, which is app.logger:

app/__init__.py: Log errors by email

import logging
from logging.handlers import SMTPHandler

# ...

if not app.debug:
    if app.config['MAIL_SERVER']:
        auth = None
        if app.config['MAIL_USERNAME'] or app.config['MAIL_PASSWORD']:
            auth = (app.config['MAIL_USERNAME'], app.config['MAIL_PASSWORD'])
        secure = None
        if app.config['MAIL_USE_TLS']:
            secure = ()
        mail_handler = SMTPHandler(
            mailhost=(app.config['MAIL_SERVER'], app.config['MAIL_PORT']),
            fromaddr='no-reply@' + app.config['MAIL_SERVER'],
            toaddrs=app.config['ADMINS'], subject='Microblog Failure',
            credentials=auth, secure=secure)
        mail_handler.setLevel(logging.ERROR)
        app.logger.addHandler(mail_handler)

As you can see, I’m only going to enable the email logger when the application is running without debug mode, which is indicated by app.debug being True, and also when the email server exists in the configuration.

Setting up the email logger is somewhat tedious due to having to handle optional security options that are present in many email servers. But in essence, the code above creates a SMTPHandler instance, sets its level so that it only reports errors and not warnings, informational or debugging messages, and finally attaches it to the app.logger object from Flask.

There are two approaches to test this feature. The easiest one is to use the SMTP debugging server from Python. This is a fake email server that accepts emails, but instead of sending them, it prints them to the console. To run this server, open a second terminal session and run the following command on it:

(venv) $ python -m smtpd -n -c DebuggingServer localhost:8025

Leave the debugging SMTP server running and go back to your first terminal and set export MAIL_SERVER=localhost and MAIL_PORT=8025 in the environment (use set instead of export if you are using Microsoft Windows). Make sure the FLASK_ENV variable is set to production or not set at all, since the application will not send emails in debug mode. Run the application and trigger the SQLAlchemy error one more time to see how the terminal session running the fake email server shows an email with the full stack trace of the error.

A second testing approach for this feature is to configure a real email server. Below is the configuration to use your Gmail account’s email server:

export MAIL_SERVER=smtp.googlemail.com
export MAIL_PORT=587
export MAIL_USE_TLS=1
export MAIL_USERNAME=<your-gmail-username>
export MAIL_PASSWORD=<your-gmail-password>

If you are using Microsoft Windows, remember to use set instead of export in each of the statements above.

The security features in your Gmail account may prevent the application from sending emails through it unless you explicitly allow «less secure apps» access to your Gmail account. You can read about this here, and if you are concerned about the security of your account, you can create a secondary account that you configure just for testing emails, or you can enable less secure apps only temporarily to run this test and then revert back to the default.

Yet another alternative is to use a dedicated email service such as SendGrid, which allows you to send up to 100 emails per day on a free account. The SendGrid blog has a detailed tutorial on using the service in a Flask application.

Logging to a File

Receiving errors via email is nice, but sometimes this isn’t enough. There are some failure conditions that do not end in a Python exception and are not a major problem, but they may still be interesting enough to save for debugging purposes. For this reason, I’m also going to maintain a log file for the application.

To enable a file based log another handler, this time of type RotatingFileHandler, needs to be attached to the application logger, in a similar way to the email handler.

app/__init__.py: Logging to a file

# ...
from logging.handlers import RotatingFileHandler
import os

# ...

if not app.debug:
    # ...

    if not os.path.exists('logs'):
        os.mkdir('logs')
    file_handler = RotatingFileHandler('logs/microblog.log', maxBytes=10240,
                                       backupCount=10)
    file_handler.setFormatter(logging.Formatter(
        '%(asctime)s %(levelname)s: %(message)s [in %(pathname)s:%(lineno)d]'))
    file_handler.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.addHandler(file_handler)

    app.logger.setLevel(logging.INFO)
    app.logger.info('Microblog startup')

I’m writing the log file with name microblog.log in a logs directory, which I create if it doesn’t already exist.

The RotatingFileHandler class is nice because it rotates the logs, ensuring that the log files do not grow too large when the application runs for a long time. In this case I’m limiting the size of the log file to 10KB, and I’m keeping the last ten log files as backup.

The logging.Formatter class provides custom formatting for the log messages. Since these messages are going to a file, I want them to have as much information as possible. So I’m using a format that includes the timestamp, the logging level, the message and the source file and line number from where the log entry originated.

To make the logging more useful, I’m also lowering the logging level to the INFO category, both in the application logger and the file logger handler. In case you are not familiar with the logging categories, they are DEBUG, INFO, WARNING, ERROR and CRITICAL in increasing order of severity.

As a first interesting use of the log file, the server writes a line to the logs each time it starts. When this application runs on a production server, these log entries will tell you when the server was restarted.

Fixing the Duplicate Username Bug

I have exploited the username duplication bug for too long. Now that I have showed you how to prepare the application to handle this type of errors, I can go ahead and fix it.

If you recall, the RegistrationForm already implements validation for usernames, but the requirements of the edit form are slightly different. During registration, I need to make sure the username entered in the form does not exist in the database. On the edit profile form I have to do the same check, but with one exception. If the user leaves the original username untouched, then the validation should allow it, since that username is already assigned to that user. Below you can see how I implemented the username validation for this form:

app/forms.py: Validate username in edit profile form.

class EditProfileForm(FlaskForm):
    username = StringField('Username', validators=[DataRequired()])
    about_me = TextAreaField('About me', validators=[Length(min=0, max=140)])
    submit = SubmitField('Submit')

    def __init__(self, original_username, *args, **kwargs):
        super(EditProfileForm, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.original_username = original_username

    def validate_username(self, username):
        if username.data != self.original_username:
            user = User.query.filter_by(username=self.username.data).first()
            if user is not None:
                raise ValidationError('Please use a different username.')

The implementation is in a custom validation method, but there is an overloaded constructor that accepts the original username as an argument. This username is saved as an instance variable, and checked in the validate_username() method. If the username entered in the form is the same as the original username, then there is no reason to check the database for duplicates.

To use this new validation method, I need to add the original username argument in the view function, where the form object is created:

app/routes.py: Validate username in edit profile form.

@app.route('/edit_profile', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
def edit_profile():
    form = EditProfileForm(current_user.username)
    # ...

Now the bug is fixed and duplicates in the edit profile form will be prevented in most cases. This is not a perfect solution, because it may not work when two or more processes are accessing the database at the same time. In that situation, a race condition could cause the validation to pass, but a moment later when the rename is attempted the database was already changed by another process and cannot rename the user. This is somewhat unlikely except for very busy applications that have a lot of server processes, so I’m not going to worry about it for now.

At this point you can try to reproduce the error one more time to see how the new form validation method prevents it.

New in version 0.3.

Applications fail, servers fail. Sooner or later you will see an exception
in production. Even if your code is 100% correct, you will still see
exceptions from time to time. Why? Because everything else involved will
fail. Here are some situations where perfectly fine code can lead to server
errors:

• the client terminated the request early and the application was still
  reading from the incoming data
• the database server was overloaded and could not handle the query
• a filesystem is full
• a harddrive crashed
• a backend server overloaded
• a programming error in a library you are using
• network connection of the server to another system failed

And that’s just a small sample of issues you could be facing. So how do we
deal with that sort of problem? By default if your application runs in
production mode, Flask will display a very simple page for you and log the
exception to the logger.

But there is more you can do, and we will cover some better setups to deal
with errors.

@app.errorhandler(werkzeug.exceptions.BadRequest)
def handle_bad_request(e):
    return 'bad request!'

app.register_error_handler(400, lambda e: 'bad request!')

ADMINS = ['yourname@example.com']
if not app.debug:
    import logging
    from logging.handlers import SMTPHandler
    mail_handler = SMTPHandler('127.0.0.1',
                               'server-error@example.com',
                               ADMINS, 'YourApplication Failed')
    mail_handler.setLevel(logging.ERROR)
    app.logger.addHandler(mail_handler)

if not app.debug:
    import logging
    from themodule import TheHandlerYouWant
    file_handler = TheHandlerYouWant(...)
    file_handler.setLevel(logging.WARNING)
    app.logger.addHandler(file_handler)

from logging import Formatter
mail_handler.setFormatter(Formatter('''
Message type:       %(levelname)s
Location:           %(pathname)s:%(lineno)d
Module:             %(module)s
Function:           %(funcName)s
Time:               %(asctime)s

Message:

%(message)s
'''))

from logging import Formatter
file_handler.setFormatter(Formatter(
    '%(asctime)s %(levelname)s: %(message)s '
    '[in %(pathname)s:%(lineno)d]'
))

from logging import getLogger
loggers = [app.logger, getLogger('sqlalchemy'),
           getLogger('otherlibrary')]
for logger in loggers:
    logger.addHandler(mail_handler)
    logger.addHandler(file_handler)

5. Debugging Application Errors¶

For production applications, configure your application with logging and
notifications as described in Application Errors. This section provides
pointers when debugging deployment configuration and digging deeper with a
full-featured Python debugger.

FLASK:
    DEBUG: True
    DEBUG_WITH_APTANA: True

if __name__ == "__main__":
    # To allow aptana to receive errors, set use_debugger=False
    app = create_app(config="config.yaml")

    if app.debug: use_debugger = True
    try:
        # Disable Flask's debugger if external debugger is requested
        use_debugger = not(app.config.get('DEBUG_WITH_APTANA'))
    except:
        pass
    app.run(use_debugger=use_debugger, debug=app.debug,
            use_reloader=use_debugger, host='0.0.0.0')

You can use the errorhandler decorator with an exception class rather than an error code as an argument, as is described here. Thus you could try for instance

@application.errorhandler(HTTPException)
def http_error_handler(error):

to handle all HTTP errors (which presumably means all HTTP error codes), or even

@application.errorhandler(Exception)
def http_error_handler(error):

to handle all uncaught exceptions

Edit: Having looked at the flask source code, there is a ‘TRAP_HTTP_EXCEPTIONS’ flag in the app config, which you can change (by doing for instance app.config['TRAP_HTTP_EXCEPTIONS']=True).

(Roughly) When this flag is false, exceptions which are instances of HTTPException are handled by the functions you’ve decorated with errorhandler(n) where n is an HTTP error code; and when this flag is true, all instances of HTTPException are instead handled by the functions you’ve decorated with errorhandler(c), where c is an exception class.

Thus doing

app.config['TRAP_HTTP_EXCEPTIONS']=True

@application.errorhandler(Exception)
def http_error_handler(error):

should achieve what you want.

Since it looks like HTTPException has subclasses for each HTTP error code (see here), setting ‘TRAP_HTTP_EXCEPTIONS’ and decorating your error handlers with exception classes not error codes looks like a strictly more flexible way of doing things.

For reference, my flask error handling now looks like:

app.config['TRAP_HTTP_EXCEPTIONS']=True

@app.errorhandler(Exception)
def handle_error(e):
    try:
        if e.code < 400:
            return flask.Response.force_type(e, flask.request.environ)
        elif e.code == 404:
            return make_error_page("Page Not Found", "The page you're looking for was not found"), 404
        raise e
    except:
        return make_error_page("Error", "Something went wrong"), 500

This does everything I want, and seems to handle all errors, both HTTP and internal. The if e.code < 400 bit is there to use flask’s default behaviour for redirects and the like (otherwise those end up as error 500s, which isn’t what you want)