python 上下文管理器(Context managers)

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上下文管理器允许你在有需要的时候，精确地分配和释放资源。

需求：
有两个需要结对执行的相关操作，然后还要在它们中间放置一段代码。

with open('some_file', 'w') as opened_file:
    opened_file.write('Hola!')

等价于：

file = open('some_file', 'w')
try:
    file.write('Hola!')
finally:
    file.close()

上下文管理器的一个常见用例，是资源的加锁和解锁，以及关闭已打开的文件。

基于类的实现

自定义开启文件的上下文管理器

一个上下文管理器的类，最起码要定义__enter__和__exit__方法。

class  File(object):
    def __init__(self, file_name, method):
        self.file_obj = open(file_name, method)
    def __enter__(self):
        return self.file_obj
    def __exit__(self, type, value, traceback):
        self.file_obj.close()

在with中使用自定义的管理器：

with File(fileName ,method) as opened_file:
    opened_file.write('Hola!')

操作步骤：

1. with语句先暂存了File类的__exit__方法
2. 然后它调用File类的__enter__方法
3. __enter__方法打开文件并返回给with语句
4. 打开的文件句柄被传递给opened_file参数
5. 使用.write()来写文件
6. with语句调用之前暂存的__exit__方法
7. __exit__方法关闭了文件

异常处理：

1. 它把异常的type,value和traceback传递给__exit__方法
2. 它让__exit__方法来处理异常
3. 如果__exit__返回的是True，那么这个异常就被优雅地处理了
4. 如果__exit__返回的是True以外的任何东西，那么这个异常将被with语句抛出。

class File(object):
    def __init__(self, file_name, method):
        self.file_obj = open(file_name, method)
    def __enter__(self):
        return self.file_obj
    def __exit__(self, type, value, traceback):
        print("Exception has been handled")
        self.file_obj.close()
        return True
        
with File(fileName, 'w') as opened_file:
    opened_file.undefined_function()

基于生成器的实现

用装饰器(decorators)和生成器(generators)来实现上下文管理器。Python有个contextlib模块专门用于这个目的。我们可以使用一个生成器函数来实现一个上下文管理器.

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def open_file(name):
    f = open(name, 'w')
    yield f
    f.close()

1. Python解释器遇到了yield关键字。因为这个缘故它创建了一个生成器而不是一个普通的函数。
2. 因为这个装饰器，contextmanager会被调用并传入函数名（open_file）作为参数。
3. contextmanager函数返回一个以GeneratorContextManager对象封装过的生成器。
4. GeneratorContextManager被赋值给open_file函数，我们实际上是在调用GeneratorContextManager对象。