Python中with语句||上下文管理器结构及用法

上下文管理器

顾名思义，上下文管理器就是管理上下文的。实现代码块执行前准备，代码快执行后收拾。

应用场景：管理各种系统资源（文件、锁定、连接）时，如果出现异常比较棘手。异常会导致控制流跳过负责释放关键资源的语句。比如打开一个文件进行操作时发生意外（磁盘已满、特殊终端信号让其终止…），可能导致文件关闭操作无法执行，进而耗费系统资源。

之前采用try/finally语句来解决此类问题，Python2.5之后加入上下文管理器处理此问题，增强代码可读性、减少错误。

with语句

with语句用于执行上下文操作，基本语法：

with context_expr [as var]:
	with_suit

with语句只能工作于支持上下文管理协议(context management protocol)的对象。也就是说只有内建了”上下文管理”的对象才能和 with 一起工作。

Python内置了一些支持该协议的对象，如下所列是一个简短列表：

file

decimal.Context

thread.LockType

threading.Lock

threading.RLock

threading.Condition

threading.Semaphore

threading.BoundedSemaphore

file举例：

with open('pickle_symbols.pickle', 'rb') as f:   # 打开文件，如果一切正常，读取数据赋值给df，之后关闭文件
    df = pickle.load(f)
print(df)

无论是在这一段代码的开始,中间,还是结束时发生异常,会执行清理的代码,此外文件仍会被自动的关闭。

自定义上下文管理器

前面提到with语句只能工作于支持上下文管理协议的对象，如果默认对象不能满足功能，就需要自己定义。核心就是下面两个方法：

__enter__():在使用with语句时调用，会话管理器在代码块开始前调用，返回值与as后的参数绑定

__exit__():会话管理器在代码块执行完成好后调用，在with语句完成时，对象销毁之前调用

with语句的执行流程

1. 执行 context_exp 以获取上下文管理器
2. 加载上下文管理器的 __exit__() 方法以备稍后调用
3. 调用上下文管理器的 __enter__() 方法
4. 如果有 as var 从句，则将 __enter__() 方法的返回值赋给 var
5. 执行子代码块 with_suit
6. 调用上下文管理器的 __exit__() 方法，如果 with_suit 的退出是由异常引发的，那么该异常的 type、value 和 traceback 会作为参数传给 __exit__()，否则传三个 None
7. 如果 with_suit 的退出由异常引发，并且 __exit__() 的返回值等于 False，那么这个异常将被重新引发一次；如果 __exit__() 的返回值等于 True，那么这个异常就被无视掉，继续执行后面的代码

contextlib模块

contextlib模块可以提供更方便的上下午管理器。

Reference

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自定义上下文管理器

contextlib模块

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