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MongoDB游標超時問題的4種解決方法

當我們使用Python從MongoDB里面讀取數據時，可能會這樣寫代碼：

import pymongo

handler = pymongo.MongoClient().db.col

for row in handler.find():
 parse_data(row)

短短4行代碼，讀取MongoDB里面的每一行數據，然后傳入parse_data做處理。處理完成以后再讀取下一行。邏輯清晰而簡單，能有什么問題？只要parse_data(row)不報錯，這一段代碼就完美無缺。

但事實并非這樣。

你的代碼可能會在for row in handler.find()這一行報錯。它的原因，說來話長。

要解釋這個問題，我們首先就需要知道，handler.find()返回的并不是數據庫里面的數據，而是一個游標（cursor）對象。如下圖所示：

只有當你使用for循環開始迭代它的時候，游標才會真正去數據庫里面讀取數據。

但是，如果每一次循環都連接數據庫，那么網絡連接會浪費大量時間。

所以pymongo會一次性獲取100行，for row in handler.find()循環第一次的時候，它會連上MongoDB，讀取一百條數據，緩存到內存中。于是第2-100次循環，數據都是直接從內存里面獲取，不會再連接數據庫。

當循環進行到底101次的時候，再一次連接數據庫，再讀取第101-200行內容……

這個邏輯非常有效地降低了網絡I/O耗時。

但是，MongoDB默認游標的超時時間是10分鐘。10分鐘之內，必需再次連接MongoDB讀取內容刷新游標時間，否則，就會導

致游標超時報錯：

pymongo.errors.CursorNotFound: cursor id 211526444773 not found

如下圖所示：

所以，回到最開始的代碼中來，如果parse_data每次執行的時間超過6秒鐘，那么它執行100次的時間就會超過10分鐘。此時，當程序想讀取第101行數據的時候，程序就會報錯。

為了解決這個問題，我們有4種辦法：

修改MongoDB的配置，延長游標超時時間，并重啟MongoDB。由于生產環境的MongoDB不能隨便重啟，所以這個方案雖然有用，但是排除。
一次性把數據全部讀取下來，再做處理：

all_data = [row for row in handler.find()]

for row in all_data:
 parse(row)

這種方案的弊端也很明顯，如果數據量非常大，你不一定能全部放到內存里面。即使能夠全部放到內存中，但是列表推導式遍歷了所有數據，緊接著for循環又遍歷一次，浪費時間。

3.讓游標每次返回的數據小于100條，這樣消費完這一批數據的時間就會小于10分鐘：

# 每次連接數據庫，只返回50行數據
for row in handler.find().batch_size(50): 
 parse_data(row)

但這種方案會增加數據庫的連接次數，從而增加I/O耗時。

4.讓游標永不超時。通過設定參數no_cursor_timeout=True，讓游標永不超時：

cursor = handler.find(no_cursor_timeout=True)
for row in cursor:
 parse_data(row)
cursor.close() # 一定要手動關閉游標

然而這個操作非常危險，因為如果你的Python程序因為某種原因意外停止了，這個游標就再也無法關閉了！除非重啟MongoDB，否則這些游標會一直留在MongoDB上，占用資源。

當然可能有人會說，使用try...except把讀取數據的地方包住，只要拋出了異常，在處理異常的時候關閉游標即可：

cursor = handler.find(no_cursor_timeout=True)
try:
 for row in cursor:
 parse_data(row)
except Exception:
 parse_exception()
finally:
 cursor.close() # 一定要手動關閉游標

其中finally里面的代碼，無論有沒有異常，都會執行。

但這樣寫會讓代碼非常難看。為了解決這個問題，我們可以使用游標的上下文管理器：

with handler.find(no_cursor_timeout=True) as cursor:
 for row in cursor:
  parse_data(row)

只要程序退出了with的縮進，游標自動就會關閉。如果程序中途報錯，游標也會關閉。

它的原理可以用下面兩段代碼來解釋：

class Test:
 def __init__(self):
  self.x = 1

 def echo(self):
  print(self.x)

 def __enter__(self):
  print('進入上下文')
  return self

 def __exit__(self, *args):
  print('退出上下文')
  
with Test() as t:
 t.echo()
print('退出縮進')

運行效果如下圖所示：

接下來在with的縮進里面人為制造異常：

class Test:
 def __init__(self):
  self.x = 1

 def echo(self):
  print(self.x)

 def __enter__(self):
  print('進入上下文')
  return self

 def __exit__(self, *args):
  print('退出上下文')
  
with Test() as t:
 t.echo()
 1 + 'a' # 這里一定會報錯
print('退出縮進')

運行效果如下圖所示：