这是上个礼拜难得没有犯懒，为知乎的问题《如何理解互斥锁，条件锁，读写锁以及自旋锁？》写的一个比较长的回答。

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前几天看 API 文档时候遇到了 std::error_code 这个东西，当时以为是 errno 的 Alias，后续查阅文档才发现并没有那么简单。

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几年前初次接触 Xcode，就觉得它的默认的代码模板很不好：

• 文件开头都有个注释，包含创建人及创建时间。但实际上这些信息都应该是版本控制系统管理的范畴，不应该写在代码中。
• 中文系统下，根据区域设置的不同，开头的注释里，文件创建时间可能包含汉字「年」。一个汉字夹杂在周围的英文注释里非常不伦不类。

当时毕竟还是 Too Young，刚接触 OS X，照着奇怪的教程跑去 /Applications/Xcode.app 里乱改一气，虽然达到了目的，但总觉得有些怪味道，就不了了之了。

最近终于有机会重新折腾一下 Xcode，就又查了一下相关的内容。不得不说，Xcode 这方面文档真是太不友好了 =，=

自定义文件模板

/Applications/Xcode.app 里是应用自己的原生内容，不应该擅自修改。要修改文件模板，应该把对应的位于 /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Xcode/Templates 的 .xctemplate 模板文件夹复制到 ~/Library/Developer/Xcode/Templates 改个名字后，再加以修改。

# 创建文件夹结构（默认没有 Templates 及往后的文件夹）
mkdir -p ~/Library/Developer/Xcode/Templates/File\ Templates/Source

# 复制需要修改的 .xctemplate 文件夹
# 这里是在 Source 分类下，将 Swift File 模板复制为 Empty Swift File 模板
cp -R /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Xcode/Templates/File\ Templates/Source/Swift\ File.xctemplate/ ~/Library/Developer/Xcode/Templates/Source/Empty\ Swift\ File.xctemplate/

这样，修改 Empty Swift File.xctemplate/___FILEBASENAME___.swift 就可以把讨厌的注释去掉了。

这里没法修改原有模板，也没法覆盖。即便使用与 Xcode 自带模板相同的名称，也只会在新建文件的模板选择对话框里出现两个同名的模板，非常蛋疼。

细枝末节

由于相关文档不足，我又有点强迫症，于是尝试了一些东西，比如上面说的「使用与 Xcode 默认模板相同的名字没法覆盖默认模板」。

上面路径中的 ~/Library/Developer/Xcode/Templates 为用户自定义模板的根目录，这个目录下的 .xctemplate 文件夹会被 Xcode 加载。Xcode 模板中的「分类」与此处 .xctemplate 的父目录有关。

• Templates/Foo.xctemplate：Templates 分类
• Templates/Source/Foo.xctemplate：Source 分类
• Templates/File Templates/Source/Foo.xctemplate：Source 分类

虽然最后两种在效果上没什么区别，但还是推荐使用最后一种，与 Xcode.app 中的目录结构对应起来，会比较方便管理。

另外，使用向导填写模板参数的高级用法需要查找官方 Reference，不过粗略找了一下也没有找到官方说明，很是沮丧 :( 不过反正目前用不到 :)

新项目中第一次开始作死使用 Python 3，在测试中遇到一件奇怪的事情。

系统中有一个邮件发送模块，直接在命令行中手动跑 Worker 的话邮件可以成功发送，而一旦用 supervisor 运行则无法发送邮件。日志中显示在邮件发送库中抛出了如下异常：

UnicodeEncodeError: 'utf-8' codec can't encode character '\udce6' in position 0: surrogates not allowed

Surrogate

所以，日志里这个 surrogate 是个啥？

Surrogate 是 Unicode 中位于 BMP 外的一组不会有对应字符的码位，Python 3 中使用这些码位来「代表」无法编码的字节。

如果你明白「锟斤拷」是怎么来的，那么就一定能理解 Python 的 replace 编解码错误处理机制：无法解码的字节会被替换成 U+FFFD，无法编码的码位会被替换成 ?。这样做有一个明显的缺点就是不可逆。Python 3 中新增的 surrogateescape 则是一种可逆的错误处理机制，利用 Surrogate 码位保存无法解码的字节，编码时则将其还原为对应的原始字节。

例子中的报错正是因为 0xE6 无法使用 ascii 解码，而被解为了 U+DCE6。

'\udce6'.encode('ascii', 'surrogateescape')
>>> b'\xe6'
b'\xe6'.decode('ascii', 'surrogateescape')
>>> '\udce6'

知道了原因，用这种方法解码异常信息中的完整字符串就找到了罪魁祸首：邮件发送者的配置。

Python 3 的环境变量与编码

邮件发送者是使用 显示名称 <邮箱地址> 的格式在环境变量中设置的，显示名称部分包含了汉字。

Python 3 中，使用 os.getenv 或者 os.environ 获得到的环境变量的值都是 str 类型。在类 Unix 系统中，解码过程是使用 sys.getfilesystemencoding() 和 'surrogateescape' 错误处理来实现的。而 sys.getfilesystemencoding() 的取值与 nl_langinfo(COODESET) 相关，即 LC_CTYPE 环境变量。

所以，导致这部分环境变量包含 Surrogate 的原因就是 LC_TYPE 指定的编码不正确。

当环境变量 LC_CTYPE、LC_ALL、LANG 均没有显式定义时，各个操作系统有各自的 LC_CTYPE 的缺省值（比如 C）。这种情况下，通过 sys.getfilesystemencoding() 通常会得到 ascii，环境变量中包含非 ASCII 字符就会得到上面的 Surrogate。

真正的问题

到了这里，问题根源和解决方法基本上已经水落石出了。

前面说手动跑 Worker 可以但是 supervisor 跑 Worker 就不行，这是因为被 supervisor 管理的子进程并不会单独开 Shell 而是继承 supervisord 的 Shell，所以基本的环境变量也有不同。

解决方法便是在 supervisor 配置中修改 environment，加入 LC_CTYPE 或者 LC_ALL 或者 LANG 环境变量的配置。

附，LANG、LC_ALL、LC_TYPE 什么的之间到底是个啥关系：查找 LC_X 的值的过程是：LC_ALL 有值就用 LC_ALL 的值；否则 LC_X 有值就用 LC_X 的值；否则 LANG 有值就用 LANG 的值；否则就用操作系统的默认值。

以上。

参考文档

• https://docs.python.org/3/library/codecs.html#error-handlers
• http://supervisord.org/subprocess.html#subprocess-environment
• http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xbd/envvar.html

（2017-09-11 更新）文末追加了一个更好的做法。

标题剧透预警，然而已经晚了 :)

事情是这样的：这两天在写某 Flask App 的用户模块，访问邮箱验证邮件里的链接时，SQLAlchemy 在 db.session.add(user) 时有一定几率抛出异常：

AssertionError: A conflicting state is already present in the identity map for key (<class 'project.models.UserModel'>, (UUID('12345678-1234-1234-1234-123456789abc'),))

重现模式也很奇怪，同一个链接，首次访问时几乎都是异常，而刷新一下重新访问，一切就平平稳稳通过了。但是如果开新的浏览器（新的隐身窗口）访问，似乎无论是不是首次访问都没有问题。

问题是什么

断言内容直译是「目前的 Identity Map 中已存在与之冲突的状态」。

SQLAlchemy 是数据库和 Python 的中间层，Identity Map 即数据库对象与 Python 对象的映射表。我们之所以可以做这样的判断：

new_user = User(id=42)
db.session.add(new_user)
user = User.query.get(42)
assert user is new_user

就是 Identity Map 的功劳。

如果试图往 Identity Map 里加入两个不同的 Python 对象，但这两个 Python 对象都映射到同一个数据库对象，自然就不科学了，因为打破了其中的不变量。

foo = Model(id=42)
db.session.add(foo)  # OK
bar = Model(id=42)
db.session.add(bar)  # Fail

问题的成因

系统中有一个 get_user_by_id 的函数用以从数据库查找用户。这个函数额外加了个自己实现的 @cache 装饰器，用 Redis 做了缓存。

发送验证邮件时，因为其它部分的逻辑对用户信息做了修改，导致缓存被清空。于是下一次对 get_user_by_id 的调用一定会走数据库。

点击邮件中的验证链接后，访问验证页面。由于在 app.before_request 中插入了用 Session 中的 user_id 通过 get_user_by_id 获取用户信息的操作，做了数据库访问， Identity Map 中就保存了这一份 UserModel，暂且称作 A。

正式的验证页面逻辑，需要从验证链接中提取到这条链接对应的 user_id，继而通过 get_user_by_id 获得对应的 UserModel，此时的 UserModel 是从 Redis 中反序列化而来的，暂且称作 B。

A 和 B 虽然指向同一个数据库对象，但其实是不同的 Python 对象。通过 db.session.add 把 B 加入 Session，就会与 Identity Map 里原有的 A 发生冲突。

所以第二次访问该链接，由于都是从 Cache 加载的对象，Identity Map 一直是空的，就不会有如何问题；打开新浏览器，由于没有登录，也不会触发 app.before_request 中的数据库操作，所以也不会有问题。

问题的解决

目前的做法是新开一个 get_user_by_id_for_update(user_id) 从数据库加载，与此同时，正好可以在该函数内部给数据库请求加上 with_for_update() 给该记录加锁。

其它的选项还包括：

• 在 @cache 里为带 Cache 的函数都加上 force 参数的支持
  • 个人觉得，force 参数的「跳过缓存」语义暴露了实现细节，相比之下， get_model_by_id_for_update 的「修改」语义比它高到不知道哪里去了
• 统一把 update_model(model, **kwargs) 改成 update_model(model_id, **kwargs) 的形式，在内部做数据库查询
  • 个人觉得，将 update_model 改为接受 model_id 的做法则有点本末倒置的意思

还是用 merge 更好啦

距离原来这篇博客发出已经一年多了，期间一直在遵循着上面所说的解决办法。但最近因为需要自己为 SQLAlchemy 封装 Write-through Cache 的轮子，又仔细阅读了 SQLAlchemy 的文档，发现在出现此种状况也可以选择使用 session.merge(obj, load=False) 将对象直接放入本 session 的 identity map 中。

session.merge 会首先根据对象的主键在 identity map 中查找对象，如果没有找到，则从数据库中加载一个进来。然后，会将传入对象的状态同步给 identity map 中的对象。

添加 load=False 参数，就会跳过「从数据库中加载一个」的步骤，直接在 identity map 中新建一个对象。由于对对象的状态有严格要求，官方文档 中只推荐从缓存中加载时使用。不过这正是我们所需要的，哈哈。

以上。