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          超全!Python中常見的配置文件寫法

          共 5402字,需瀏覽 11分鐘

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          2022-06-08 22:43

          來源丨網(wǎng)絡(luò)

          為什么要寫配置文件

          在開發(fā)過程中,我們常常會(huì)用到一些固定參數(shù)或者是常量。對(duì)于這些較為固定且常用到的部分,往往會(huì)將其寫到一個(gè)固定文件中,避免在不同的模塊代碼中重復(fù)出現(xiàn)從而保持核心代碼整潔。
          這個(gè)固定文件我們可以直接寫成一個(gè)?.py?文件,例如?settings.py?或?config.py,這樣的好處就是能夠在同一工程下直接通過?import?來導(dǎo)入當(dāng)中的部分;但如果我們需要在其他非 Python 的平臺(tái)進(jìn)行配置文件共享時(shí),寫成單個(gè)?.py?就不是一個(gè)很好的選擇。這時(shí)我們就應(yīng)該選擇通用的配置文件類型來作為存儲(chǔ)這些固定的部分。目前常用且流行的配置文件格式類型主要有?inijsontomlyamlxml?等,這些類型的配置文件我們都可以通過標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)或第三方庫(kù)來進(jìn)行解析。

          ini

          ini?即 Initialize 初始化之意,早期是在 Windows 上配置文件的存儲(chǔ)格式。ini?文件的寫法通俗易懂,往往比較簡(jiǎn)單,通常由節(jié)(Section)、鍵(key)和值(value)組成,就像以下形式:
          [localdb]
          host = 127.0.0.1
          user = root
          password = 123456
          port = 3306
          database = mysql
          Python 本身內(nèi)置的?configparser?標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),我們直接就可以用來對(duì)?ini?文件進(jìn)行解析。如我們將上述內(nèi)容保存在一個(gè)名為?db.ini?的文件中,然后使用?read()?方法來進(jìn)行解析和讀取,最后通過?items()?方法來獲取指定節(jié)點(diǎn)下的所有鍵值對(duì)。
          >>>?from?configparser?import?ConfigParser
          >>>?cfg?=?ConfigParser()
          >>>?cfg.read("/Users/Bobot/db.ini")
          ['/Users/Bobot/db.ini']
          >>>?cfg.items("localdb")
          [('host',?'127.0.0.1'),?('user',?'root'),?('password',?'123456'),?('port',?'3306'),?('database',?'mysql')]
          需要注意的是,configparser?默認(rèn)將值以字符串的形式呈現(xiàn),所以這也就是為什么我們?cè)?db.ini?文件中沒有加引號(hào)而是直接將字面量寫在上面的原因。
          獲取到鍵值對(duì)后,我其實(shí)直接就將其轉(zhuǎn)換成字典,然后通過解包的方式進(jìn)行穿參,保持代碼簡(jiǎn)潔:
          #!pip?install?pymysql
          import?pymysql
          from?configparser?import?ConfigParser

          cfg?=?ConfigParser()
          cfg.read("/Users/Bobot/db.ini")
          db_cfg?=?dict(cfg.items("localdb"))

          con?=?pymysql.connect(**db_cfg)

          json

          json?格式可以說是我們常見的一種文件形式了,也是目前在互聯(lián)網(wǎng)較為流行的一種數(shù)據(jù)交換格式。除此之外,json?有時(shí)也是配置文件的一種。
          比如?npm(JavaScript 包管理工具類似 Python 的?pip)、以及微軟出品的目前被廣泛使用的 VSCode 編輯器,都使用?json?編寫配置參數(shù)。
          和?configparser?一樣,Python 也內(nèi)置了?json?標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),可以通過?load()?和?loads()?方法來導(dǎo)入文件式和字符串的?json?內(nèi)容。
          {
          ????"localdb":{
          ????????"host":?"127.0.0.1",
          ????????"user":?"root",
          ????????"password":?"123456",
          ????????"port":?3306,
          ????????"database":?"mysql"
          ????}
          }

          我們將上述內(nèi)容保存為?db.json?后進(jìn)行讀取和解析,json?庫(kù)讀取 json 文件相對(duì)簡(jiǎn)單容易,而且很容易解析成 Python 的字典對(duì)象。
          >>>?import?json
          >>>?from?pprint?import?pprint
          >>>?
          >>>?with?open('/Users/Bobot/db.json')?as?j:
          ...?????cfg?=?json.load(j)['localdb']
          ...?
          >>>?pprint(cfg)
          {'database':?'mysql',
          ?'host':?'127.0.0.1',
          ?'password':?'123456',
          ?'port':?3306,
          ?'user':?'root'}
          使用?json?文件配置的缺點(diǎn)就是語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限制,為人所詬病之一的就是無法在當(dāng)中寫注釋,除非采取?json?類型的其他超集作為替代方案(VSCode 中能寫注釋的?json?參數(shù)配置文件便是代替方案的一種);同時(shí)存在嵌套過深的問題,容易導(dǎo)致出錯(cuò),不宜用來寫過長(zhǎng)或復(fù)雜的參數(shù)配置信息。

          toml

          toml?格式(或?tml?格式)是 Github 聯(lián)合創(chuàng)始人 Tom Preston-Werner 所提出的一種配置文件格式。根據(jù)維基百科的資料,toml?最開始提出時(shí)是在 2013年7月份,距今已有七年時(shí)間;它在某些方面也與后面要談到的?yaml?文件有些類似,但如果當(dāng)你知道 yaml 的規(guī)范有幾十頁(yè)(沒有錯(cuò),真的就是幾十頁(yè)……)的時(shí)候,可能你真的就不太愿意去寫那么復(fù)雜的配置文件,toml?格式則倒是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
          toml?格式大致如下:

          01-toml樣式
          從這里可以看出?toml?有點(diǎn)類似于前面所講的?ini?文件。但是它比?ini?擴(kuò)展了更多的內(nèi)容。
          在樣例圖片中我們可以看到,除了基本的字符串以外,例如時(shí)間戳、布爾值、數(shù)組等都進(jìn)一步支持,而且樣式和 Python 的原生寫法十分類似。
          當(dāng)然這里不會(huì)過多介紹?toml?格式的一些規(guī)范說明,有人已經(jīng)對(duì)官方的規(guī)范文檔進(jìn)行了翻譯,有興趣的朋友可以直接查閱。
          這么契合 Python 方式的配置文件類型已經(jīng)有開發(fā)者造出了相應(yīng)的「輪子」,目前在 Github 上 Stars 數(shù)最多的是則是?uiri/toml?的版本,不過該版本僅通過了 v0.5 版本?toml?規(guī)范,但在使用上還是蠻簡(jiǎn)潔的,我們可以通過?pip?命令進(jìn)行安裝
          pip?install?toml
          該庫(kù)的解析方式很簡(jiǎn)單,也有點(diǎn)類似于?json?庫(kù)的解析用法,即通過load()?或?loads()?來進(jìn)行解析;同理轉(zhuǎn)換并導(dǎo)出也是同樣類似的用法。
          比如我們現(xiàn)在將以下內(nèi)容寫入到?config.toml?中:
          [mysql]
          host = "127.0.0.1"
          user = "root"
          port = 3306
          database = "test"

          [mysql.parameters]
          pool_size = 5
          charset = "utf8"

          [mysql.fields]
          pandas_cols = [ "id", "name", "age", "date"]

          緊接著我們就可以通過?toml?庫(kù)中的?load()?方法來進(jìn)行讀取:

          >>>?import?toml
          >>>?import?os
          >>>?from?pprint?import?pprint
          >>>?cfg?=?toml.load(os.path.expanduser("~/Desktop/config.toml"))
          >>>?pprint(cfg)
          {'mysql':?{'database':?'test',
          ???????????'fields':?{'pandas_cols':?['id',?'name',?'age',?'date']},
          ???????????'host':?'127.0.0.1',
          ???????????'parameters':?{'charset':?'utf8',?'pool_size':?5},
          ???????????'port':?3306,
          ???????????'user':?'root'}}

          可以看到?toml?文件被間接地轉(zhuǎn)化成了字典類型,當(dāng)然這也就是?json?版的寫法(將單引號(hào)替換成雙引號(hào)即可),方便我們后續(xù)調(diào)用或者傳參。

          yaml

          yaml?格式(或?yml?格式)是目前較為流行的一種配置文件,它早在 2001 由一個(gè)名為 Clark Evans 的人提出;同時(shí)它也是目前被廣泛使用的配置文件類型,典型的就是 Docker 容器里的?docker-compose.yml?配置文件,如果經(jīng)常使用 Docker 進(jìn)行部署的人對(duì)此不會(huì)陌生。
          yaml?文件的設(shè)計(jì)從 Python、XML 等地方獲取靈感,所以在使用時(shí)能很清楚地看到這些部分的影子。
          在上一節(jié)?toml?內(nèi)容里我曾提到,yaml?的規(guī)范內(nèi)容可以說是冗長(zhǎng)和復(fù)雜,足足有80頁(yè)之多(斗尊強(qiáng)者,恐怖如斯……)。

          02-yaml規(guī)范頁(yè)數(shù)
          所以感興趣的朋友可以再自行了解相關(guān)用法。
          YAML 官方早已經(jīng)提供了相應(yīng)的 Python 庫(kù)進(jìn)行支持,即?PyYAML;當(dāng)然也同樣需要我們事先進(jìn)行安裝:
          pip?install?pyyaml

          同?json?庫(kù)和?toml?庫(kù)一樣,通過?load()?方法來進(jìn)行加載。

          需要注意的是,使用?load()?方法會(huì)存在一定的安全隱患,從思科 Talos 的這份報(bào)告中我們可以看到,如果加載了未知或不信任的?yaml?文件,那么有可能會(huì)存在被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)和網(wǎng)絡(luò)安全隱患,因?yàn)樗軌蛑苯诱{(diào)用相應(yīng)的 Python 函數(shù)來執(zhí)行為攻擊者所需要的命令,比如說在?yaml?文件中寫入這么一段:

          #?使用Linux和macOS的朋友不要輕易嘗試
          !!python/object/apply:os.system?["rm?-rf?/"]

          因此最好是使用?safe_load()?來代替?load()?方法。

          這和 Python 內(nèi)置的?string?標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中?Template?類的?substitute()?模板方法一樣存在著同樣的安全隱患,所以使用?safe_substitute()?來替代是一樣的道理。

          如我們現(xiàn)在將之前的一些配置信息寫入?config.yaml?文件中:


          mysql:
          ??host:?"127.0.0.1"
          ??port:?3306
          ??user:?"root"
          ??password:?"123456"
          ??database:?"test"

          ??parameter:
          ????pool_size:?5
          ????charset:?"utf8"

          ??fields:
          ????pandas_cols:?
          ??????-?id
          ??????-?name
          ??????-?age
          ??????-?date

          然后我們通過?safe_load()?方法進(jìn)行解析:


          >>>?import?os
          >>>?from?pprint?import?pprint
          >>>?
          >>>?with?open(os.path.expanduser("~/config.yaml"),?"r")?as?config:
          ...?????cfg?=?yaml.safe_load(config)
          ...?
          >>>?pprint(cfg)
          {'mysql':?{'database':?'test',
          ???????????'fields':?{'pandas_cols':?['id',?'name',?'age',?'date']},
          ???????????'host':?'127.0.0.1',
          ???????????'parameter':?{'charset':?'utf8',?'pool_size':?5},
          ???????????'password':?'123456',
          ???????????'port':?3306,
          ???????????'user':?'root'}}

          可以看到最后結(jié)果和前面的?toml?庫(kù)的解析結(jié)果基本一致。

          結(jié)尾

          本文列舉了一些主流且常見的配置文件類型及其 Python 的讀取方法,可能有的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)中沒有?xml?格式類型的內(nèi)容。對(duì)于?xml?配置文件可能與 Java 系語(yǔ)言打交道的朋友遇見得會(huì)多一些,但?xml?文件的可讀性實(shí)在是讓人望而生畏;對(duì)?xml?文件不了解的朋友可以使用 Chrome 瀏覽器隨便進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)站然后按下 F12 進(jìn)入開發(fā)者后查看那密密麻麻的 html 元素便是?.xml?的縮影。
          除了這些主流的配置文件類型之外,像一些?.cfg.properties?等都可以作為配置文件,甚至和開頭提到的那樣,你單獨(dú)用一個(gè)?.py?文件來書寫各類配置信息作為配置文件進(jìn)行導(dǎo)入都是沒問題,只是在跨語(yǔ)言共享時(shí)可能會(huì)有些障礙。因此本文就不過多介紹,感興趣的朋友可以進(jìn)一步自行了解。
          在本文里列舉的配置文件類型其復(fù)雜性由上到下依次增加:ini < json ≈ toml < yaml,它們之間各有優(yōu)劣,可以根據(jù)自己實(shí)際的需求和團(tuán)隊(duì)協(xié)作要求來具體選擇。
          萬水千山總是情,點(diǎn)個(gè)????行不行
          ···? END? ···
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