Python创建目录及缺失的父目录的方法

技术背景

在Python编程中，经常会遇到需要创建目录以及其缺失的父目录的情况。例如，在进行文件存储时，需要确保存储路径的所有目录都存在。类似于Bash命令mkdir -p /path/to/nested/directory，Python也有多种方法来实现这一功能。

实现步骤

Python 3.5及以上版本

可以使用pathlib模块的Path.mkdir方法：

from pathlib import Path
Path("/my/directory").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

此方法递归创建目录，并且如果目录已存在不会抛出异常。parents=True表示如果父目录不存在则创建，exist_ok=True表示如果目录已存在则忽略。

Python 3.2 - 3.4版本

使用pathlib（需安装pathlib2）

如果可以安装pathlib2，可以参照Python 3.5及以上版本的使用方法。

使用os模块

import os
os.makedirs(path, exist_ok=True)

os.makedirs递归创建目录，exist_ok=True时，如果目录已存在不会抛出异常。

Python 2.7及以上版本

使用pathlib（需安装pathlib2）

同Python 3.5及以上版本的使用方法。

使用os模块

import os
try: 
    os.makedirs(path)
except OSError:
    if not os.path.isdir(path):
        raise

这种方法可以防止常见的竞态条件，并且能区分文件和目录。

替代方法（不推荐）

可以使用distutils.dir_util.mkpath，但此方法在Python 3.12中会被移除，且有严重限制，同一路径在一个Python进程中只能使用一次。

import distutils.dir_util
distutils.dir_util.mkpath(path)

核心代码

使用pathlib模块（Python 3.5+）

from pathlib import Path
path = Path('/my/directory/filename.txt')
path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True) 

使用os模块（通用）

import os
import errno

try:
    os.makedirs(path)
except OSError as e:
    if e.errno != errno.EEXIST:
        raise

最佳实践

优先使用pathlib模块（Python 3.5+）

pathlib模块提供了面向对象的路径操作方式，代码更简洁易读。

from pathlib import Path
Path("/path/to/directory").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

考虑竞态条件

在多进程或多线程环境中，需要考虑竞态条件。可以使用捕获OSError并检查错误码的方式来处理。

import os
import errno

try:
    os.makedirs(path)
except OSError as e:
    if e.errno != errno.EEXIST:
        raise

常见问题

竞态条件

在使用os.path.exists和os.makedirs时，可能会存在竞态条件。例如，在检查目录不存在后，另一个进程可能会创建该目录，导致后续的os.makedirs失败。可以通过捕获OSError并检查错误码来解决。

目录已存在但为非目录对象

使用os.makedirs时，如果路径已存在但为文件而不是目录，会抛出异常。可以在捕获OSError后检查路径是否为目录来避免。

distutils.dir_util.mkpath的限制

该方法在一个Python进程中对同一路径只能使用一次，删除目录后再次使用不会重新创建。因此不建议使用该方法。