Python中Cache()类的异常处理及错误日志记录

在Python中，可以使用Cache()类来实现一个简单的缓存功能。在这个类中，我们可以定义一个字典来保存缓存数据，并且可以设置缓存的过期时间。当从缓存中获取数据时，如果数据已经过期，就会抛出一个CacheExpiredError异常。

下面是一个使用Cache()类的例子：

import time

class CacheExpiredError(Exception):
    pass

class Cache:
    def __init__(self):
        self.cache_data = {}
        
    def set(self, key, value, expiration):
        self.cache_data[key] = {'value': value, 'expiration': time.time() + expiration}
        
    def get(self, key):
        if key not in self.cache_data:
            return None
        
        if time.time() > self.cache_data[key]['expiration']:
            raise CacheExpiredError(f'Cache for key {key} has expired.')
        
        return self.cache_data[key]['value']

在上面的例子中，我们首先定义了一个CacheExpiredError异常类，用于表示缓存已经过期的错误。然后定义了一个Cache类，里面包含了set()和get()方法。

set()方法用于设置缓存数据，接收一个键、一个值和一个过期时间（以秒为单位）。在这个方法中，我们将键值对存储在cache_data字典中，并设置了一个过期时间。

get()方法用于从缓存中获取数据，接收一个键作为参数。首先，我们检查该键是否存在于缓存中，如果不存在，则返回None。如果存在，我们检查缓存数据是否已经过期，如果已经过期，则抛出一个CacheExpiredError异常。如果未过期，则返回缓存的值。

下面是一个使用这个Cache类的例子：

cache = Cache()
cache.set('name', 'John', 10)
time.sleep(5)
try:
    name = cache.get('name')
    print(name)
except CacheExpiredError as e:
    print(e)

在上面的例子中，我们首先创建了一个Cache对象，并调用了set()方法来设置一个名为'name'的缓存数据，过期时间为10秒。然后，我们等待5秒钟。在这个过程中，因为缓存还没有过期，所以我们可以成功地从缓存中获取到'name'对应的值，并打印出来。

然而，如果我们等待10秒钟，那么缓存数据就会过期，这时我们再调用get()方法就会抛出一个CacheExpiredError异常，并打印出错误信息。

使用异常处理和错误日志记录，可以帮助我们更好地处理缓存异常和错误，提高代码的健壮性和可维护性。例如，在上面的例子中，在捕获到CacheExpiredError异常时，我们可以根据需要执行一些特定的操作，比如重新从数据库或其他数据源中获取数据，并更新缓存。此外，我们还可以使用标准库中的logging模块来记录错误日志，以便后续排查问题和分析错误原因。

下面是一个扩展了错误日志记录的例子：

import logging

class Cache:
    def __init__(self):
        self.cache_data = {}
        self.logger = logging.getLogger('cache')
        
    def set(self, key, value, expiration):
        self.cache_data[key] = {'value': value, 'expiration': time.time() + expiration}
        
    def get(self, key):
        if key not in self.cache_data:
            return None
        
        if time.time() > self.cache_data[key]['expiration']:
            error_msg = f'Cache for key {key} has expired.'
            self.logger.error(error_msg)
            raise CacheExpiredError(error_msg)
        
        return self.cache_data[key]['value']

在上面的例子中，我们添加了一个logger对象作为Cache类的属性，并使用logging.getLogger()方法来创建一个名为'cache'的日志记录器。然后，在get()方法中，当缓存过期时，我们使用logger.error()方法来记录错误日志，其中包含了错误信息。这样，我们就可以通过查看日志文件来分析错误原因和处理错误。

当然，你还需要在整个应用程序中配置和初始化logging模块，包括日志级别、日志格式、日志文件路径等。你可以参考Python官方文档中关于logging模块的介绍来了解更多详细的配置和用法。

总结来说，异常处理和错误日志记录可以帮助我们更好地处理缓存异常和错误，提高代码的健壮性和可维护性。通过抛出自定义异常并捕获它，我们可以根据需要执行一些特定的操作。使用标准库中的logging模块，我们可以记录错误日志，以便后续排查问题和分析错误原因。