Pythonの子スレッドで発生した例外を呼び出し元スレッドでキャッチする方法

なぜそのままでは例外を捕捉できないのか

問題の本質は、thread_obj.start() が即座に制御を返してしまう点にあります。開始された子スレッドは、独自のコンテキスト・独自のスタック上で実行されるため、そこで発生した例外はすべて子スレッドのコンテキスト内に閉じ込められます。

つまり、子スレッド内で例外が起きても、それだけでは呼び出し元（メイン）スレッドには何も伝わりません。例外の情報を親スレッドへ届けるには、何らかのメッセージとして明示的に受け渡しを行う必要があります。

解決策：Queue を使って例外情報を親スレッドへ渡す

最もシンプルで定番的な手法は、queue.Queue を例外情報の受け渡し口として使うことです。以下のようにコードを書き換えられます。

import sys
import threading
import Queue

class ExcThread(threading.Thread):
    def __init__(self, foo):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.foo = foo

    def run(self):
        try:
            raise Exception('An error occurred here.')
        except Exception:
            # 発生した例外の情報をキューに格納して親へ通知
            self.foo.put(sys.exc_info())

def main():
    foo = Queue.Queue()
    thread_obj = ExcThread(foo)
    thread_obj.start()

    while True:
        try:
            # ノンブロッキングでキューから例外情報を取り出す
            exc = foo.get(block=False)
        except Queue.Empty:
            pass
        else:
            exc_type, exc_obj, exc_trace = exc
            print exc_type, exc_obj
            print exc_trace

        thread_obj.join(0.1)
        if thread_obj.isAlive():
            continue

コードの動作ポイント

• ExcThread クラス： run() 内で try / except を使い、例外を握りつぶさずに sys.exc_info() で「例外型・例外オブジェクト・トレースバック」の3要素を取得します。
• キューへの投入： 取得した例外情報を self.foo.put() で共有キューに入れます。これが親スレッドへの「メッセージ」になります。
• メインスレッド側の監視： メインスレッドは foo.get(block=False) でノンブロッキングにキューをチェックし、例外情報があれば内容を出力します。
• 終了待ち合わせ： join(0.1) で短時間ずつスレッドの完了を待ち、まだ生存していれば (isAlive()) ループを継続します。

Python 3 での書き方の違い

上記のコードはPython 2系の記法です。Python 3で利用する場合は、次の点を読み替えてください。

• import Queue → import queue、クラス名も queue.Queue に変更
• except Queue.Empty → except queue.Empty
• print 文 → print() 関数
• isAlive() → is_alive()（非推奨名の変更）

さらに実用的な場面では、キューを介したポーリングの代わりに concurrent.futures.ThreadPoolExecutor を使えば、future.result() の呼び出し時に子スレッドの例外がそのまま再送出されるため、より簡潔に同じ目的を実現できます。