Python脚本批量修改Desktop文件夹文件运行无响应冻结问题咨询

使用Python脚本批量写入修改位于「Desktop」文件夹内的文件时，脚本会在处理约10-15个文件后无响应冻结，该现象与文件类型无关，仅和脚本修改的文件数量相关。
若将待修改文件移出Desktop文件夹（路径C:\Users\User\Desktop），或者通过CMD以管理员权限运行Python脚本，则不会出现冻结问题。

补充测试说明 #

该行为与特定文件无关，测试了随机选取的各类文件，删除此前导致冻结的文件后，脚本依然会在处理相同数量的文件后冻结；删除前9个已成功处理的文件后，脚本可以正常修改此前导致冻结的文件，但依然会在处理约10-15个文件后再次冻结。

触发冻结的示例代码如下：

root = ...
for path, subdirs, files in os.walk(root):
    for name in files:
        file = (os.path.join(path, name))
        print("1")
        with open(file, 'r+b') as f: #脚本在此处冻结
            print("2") #与文件类型无关
            f.seek(1)  #但循环迭代到10-15次左右就会停止
            f.write(b'\x0a')

运行环境 #

Python 3.10，近期更新的Windows 10系统，已关闭Windows Defender。

其他测试结果 #

• 将with上下文管理替换为手动open()+close()写法，无法解决问题。
• 测试过.txt、.css、.bin等不同格式的文件，均会出现该冻结问题，触发冻结时处理的文件数量在10-20区间波动。

咨询问题 #

为什么该现象发生时没有任何异常、错误抛出，也没有系统通知？是什么原因导致脚本冻结？为什么冻结会在成功修改10-20个文件后才出现？

根因分析 #

• 无报错的原因：该问题属于Windows内核级的文件系统IO阻塞，不属于Python应用层的语法或逻辑错误，系统默认不会将IO等待状态向上抛给应用进程，因此脚本只会进入无响应的阻塞状态，不会输出错误信息也不会触发系统通知。
• 仅桌面目录触发、管理员权限可规避的原因：Windows 10的桌面目录属于用户受保护的系统路径，会被资源管理器、桌面搜索索引服务、快速访问组件等多个系统进程持续持有共享句柄。普通权限的Python进程发起文件写入请求时，需要和这些系统进程的句柄抢占调度权限，连续发起的IO请求会进入排队队列。
• 固定次数后冻结的原因：系统为普通用户进程分配的桌面目录IO排队槽位阈值就在10~20区间，槽位被占满后新的open()请求就会进入无限等待状态，因此现象和文件类型无关，仅和请求数量挂钩。

解决方案 #

执行chkdsk /f命令后重启系统即可解决该问题。

chkdsk /f会自动修复桌面所在分区的文件系统逻辑错误，清理异常残留的句柄缓存、损坏的目录索引项，重启后系统会重建桌面目录的权限配置和IO调度规则，即可恢复正常的文件写入能力。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kent