特别注明：本文为作者与@舒尔茨 讨论的产物，文章版权属两人共同拥有。（话说简书应该加一个“添加共同作者”的功能。）
Nov. 15th, 2018
昨天下午，我正在办公室里忙活着，突然接收到老弟的消息：
“老哥，你在简书上的那篇探索SMTP协议的文章我看了，程序好像有问题，第一行代码就报错啊！”
WTF??? 其实，老弟认真看了我的文章，还按着描述的步骤去尝试，我还是很开心的。不过，第一行代码就跑不了，这怎么能忍？于是我们开始一起研究这个错误出在哪里。研究过程并不算复杂，不过在这个过程中，我们两个编程小白学到了一些有意思的概念。这些概念对于编程高手来说可能算不上什么，但是这个探索过程本身也算有趣。故撰小文一篇，分享一下。
“python自带的代码报错，这也能调吗？”
话说收到老弟的短信后，我就借着去厕所，出门点开图片看了看错误信息。出错的代码是这一句：
>>> from smtplib import SMTP
>>> server = SMTP()
（错误信息。。。具体内容见后面图片）
有经验的老司机，看到这里估计已经知道怎么回事了。不过作为一只小白，我是一脸懵逼的：“这都可以，我不就是调了一个系统的包，定义了变量吗？我还啥都没干呢。Python自带的代码报错，这怎么debug啊？”
咳咳，别急，越是这种时候越不能慌。不就Python自带的代码出错吗？修复的办法太简单了！于是我回了老弟：
“那啥，你把Python重装一遍试试吧。。。”
这不就是被人鄙视的“不管啥事先重装个系统”大法吗？我承认，这的确有点low。不过Python自己的某个包出错的话，倒是有可能是安装的过程中出了什么问题，导致这个包没有装好。所以重装一遍Python很多时候也是能解决问题的。而且我那时候在忙着写一点东西，还没太仔细研究报错的信息本身。
等了一会，我收到了回复：
“重装了个Python3.7.1，还是一样，相同的错误。”
好吧，排除了安装过程中的问题。只能祭出第二招：“有啥事儿Google一下”大法！
你先别笑，其实，对于Python自带的代码报错，这一招是最管用的。Python自己的代码本身肯定是被很多人检测过的。报错的话，肯定还是由于配置或者调用的过程中哪里出了问题。这种情况下，中招的肯定不止你一个人，比如Stack Overflow之类的论坛上，或者者Github的Issues里面（后者一般第三方的库出错比较常见）肯定有人问过。而这种论坛上问问题，肯定要贴出代码，告知自己的系统信息，以及贴出完整的错误消息。所以把自己的错误信息一搜，多半能搜到好多讨论。
于是我满怀信心地向Google求助。然后。。。
Google把一首《凉凉》送给了我。
Google上居然一条相关的提问都没有！ 这可就奇怪了。当我把整句错误信息贴上时，Google居然出现了一条匹配都没有的情况！
“你让我去查看它的源代码？？”
没办法了，看来真得靠自己了。这个时候，已经6点了。手上的事情忙完了，我也可以仔细看看这个错误了。
'utf-8' codec can't decode byte 0xc1 in position 0: invalid start byte
是某个unicode码解码出了问题。这种解码问题倒也不罕见，比如信息传输过程中丢失了字节，而UTF-8编码规则中，起始的几个比特几个0几个1，直接决定了后面的多少位应该被理解为这个字符的内容（标准的变长度编码规则，具体可参见UTF-8的介绍。比如这篇文章。）另外，也有可能是中文处理的过程中出现了兼容性问题。比如， Windows电脑对非ASCII字符的编码方式跟标准的基于Unix系统就不一样。这中间一不留神，也很有可能出现解码问题。
看完了错误消息，我们再来看错误的出处。从上面图中可以看到，错误是server = SMTP()这一句抛出的。往下追溯，则是SMTP类的构造函数__init__抛出的。这段代码的文件路径是".../Python/Python36/lib/smtplib.py"。再往下追溯，则是这个构造函数中调用的socket.getfqdn()函数最早抛出的。（还记得吗，我们在探索SMTP协议和探索HTTP协议的文章中都提到过，这些上层的包，比如smtplib, requests等，都只是对下层的TCP接口socket包的封装而已。）
其实，我内心里还是有点抵触去查看smtplib.py甚至socket.py的源代码的。总觉得，这些代码都是大神写的。自己跑去看，八成是看不懂的（好像很多初学编程的朋友也有跟我类似的想法）。但是事到如此，貌似也没有别的办法。算了，有什么大不了的，顶多不就是看不懂嘛，看看源代码又不会怀孕。
于是我去Python/lib目录里，找到了smtplib.py。
打开之后，马上意识到，读Python自己的源代码，似乎比读很多第三方包的源代码要顺畅许多。主要是因为文档级注释，和每个类，每个函数的注释，都写得非常清楚。找到class SMTP:下面的def __init__定义。果然，在这个函数的注释文档里就发现了问题关键。
什么是fqdn？问题到底出在哪里？
__init__函数定义里的注释信息如下图：
文档里提到：
If specified,
local_hostnameis used as the FQDN
of the local host in the HELO/EHLO command.
Otherwise, the local hostname is found using socket.getfqdn().
就是说，定义SMTP对象时，有一个叫做local_hostname的可选参数。在SMTP通信的HELO阶段，需要使用到它。如果我们提供了local_hostname这个参数，那么__init__函数就拿它当作本地主机名。否则，就调用socket的getfqdn函数来查询本机的主机名。我们定义SMTP对象时，用的是SMTP()，没有提供local_hostname这个参数。于是getfqdn()函数被调用，然后就出错了。
至此，解决错误的第一个办法有可能就找到了：明确给定一个local_hostname，让那个构造函数不需要再去调用socket.getfqdn()不就不会有那个错误了吗？
老弟那边马上就做了实验。
>>> from smtplib import SMTP
>>> server = SMTP(local_hostname='whatever.com') # 果然不再报错
>>> server.connect(<某个邮件供应商的mx域名>) # 连接成功
到这里，问题其实就算解决了。
不过，与其说问题被成功解决，倒不如说问题被成功绕过了。什么是fqdn？为什么socket.getfqdn()会出错？这些还有待我们挖掘。其实，从上面的注释里差不多能猜到了。这个函数返回的，应该是本地的主机名或者域名之类的东西（一个可以被拿来当local_hostname的东西）。上网一搜什么是“fqdn”就一目了然。"fqdn"全称是"fully qualified domain name"，顾名思义，就是一个能完整表述一台机器的域名地址。其格式大概就是“主机名.域名”。比如如果你电脑的主机名是“my_computer”，你这台电脑处在域名"mypage.com"中的网络中，那么你电脑的fqdn就是“mycomputer.mypage.com”。（顺便说一下，如果这台电脑上有一个用户"superman"，那这个用户的完整描述就是"superman@mycomputer.mypage.com"。好像这也就是电子邮件地址的由来吧。）
我在自己办公室的电脑上试了一下:
>>> import socket
>>> socket.getfqdn()
'admins-MacBook-Pro.local'
可以看到，Mac电脑上，这个fqdn的组成。“admins-MacBook-Pro”是主机名。我的电脑只是处在局域网中，并没有关联什么域名。所以域名项是"local"。联想到老弟的电脑是一台中文版的Windows电脑，可能在一开始的配置过程中，这个fqdn没有正确配置，里面携带了非UTF-8字符，所以socket.getfqdn在读取时才会发生编码错误。
扩大战果：其它解决办法？
既然上面的函数是在查询本地的主机名，我们有什么办法可以提供给系统正确的主机名呢？我跟老弟又做了一下功课，网上说Windows电脑的fqdn可以在环境变量userDNSdomain中查询到。老弟试图查询了一下：
C:\...(路径名)>echo %userDNSdomain%
%userDNSdomain%
可以看到系统并没有这个环境变量。由于不熟悉Windows系统，我并没有了解如何姿势正确地修改电脑的fqdn。但是既然系统有环境变量，Python的socket.getfqdn()会不会就是通过访问这个环境变量来得到fqdn的呢？带着这个猜测，我问老弟
“你知道Windows怎么设置环境变量吗？”
“So easy.”
老弟用Windows写代码已经挺溜了，分分钟设定好了%userDNSdomain%变量（格式还是主机名.域名的格式，不过具体名字貌似可以随意写），再次打开Python执行
>>> from smtplib import SMTP
>>> s = SMTP()
一切正常，之前的错误没有再出现。
总结
到这里，我们也就对这个异常分析了个大概。自己感觉，在这个过程中获得了不少体验。要说得到的东西，我想有一下几点：
- 即使拿Python编程入门不久，也不用害怕去研究Python自带的源代码。很多这些包的源代码并没有自己想象的那么难懂。相反，它们会比自己写的代码更有结构，更有可读性。经常看看研究一下这些代码，不仅能对这些包的工作方式有更多了解，也能从中吸取到高手们的程序怎么构架。耳濡目染，自己慢慢就能写出更漂亮的代码了。
- 系统的环境变量在编程语言中的作用比以前自己想象的要大。以前在编程的懵懂期，只会用图形界面和IDE写代码，对背后的编译器/解释器一无所知，再到背后shell的环境变量就更不知道是什么了。后来慢慢知道了gcc这样的编译器以及Python这样的解释器，很多地方都会使用到比如
PATH，PYTHONPATH这样的环境变量。再后来，学会了如何在shell里自己定义环境变量，以及在程序里如何访问环境变量，虽然很简单，但还是感觉自己对操作系统的了解更进了一点。在这个例子中，老弟对userDNSdomain这个变量的实验，又是环境变量和代码之间相互作用的一个实例。
故事到这里就讲完了。其实很简单的一件事情，被我啰嗦了一大段。过路的大神看过就当茶余饭后的消遣了。刚入门的读者从中能获得一二，我们也甚感荣幸。如果你有哪些自己的探索小经历，也欢迎在留言中分享！
