Python自学笔记-with详解

with的作用：

with关键字是一个替你管理实现上下文协议对象的东西,适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。它将常用的 try ... except ... finally ... 模式很方便的被复用。看一个最经典的例子：

with open("test.txt",'r') as fp:
    content = fp.read()

在这段代码中，无论 with 中的代码块在执行的过程中发生任何情况，文件最终都会被关闭。如果代码块在执行的过程中发生了一个异常，那么在这个异常被抛出前，程序会先将被打开的文件关闭。

with 的一般执行过程:

一段基本的 with 表达式，其结构是这样的：

with EXPR as VAR:
    BLOCK

其中： EXPR 可以是任意表达式； as VAR 是可选的。其一般的执行过程是这样的：

1. 计算 EXPR ，并获取一个上下文管理器。
2. 上下文管理器的 __exit()__ 方法被保存起来用于之后的调用。
3. 调用上下文管理器的 __enter()__ 方法。
4. 如果 with 表达式包含 as VAR ，那么 EXPR 的返回值被赋值给 VAR 。
5. 执行 BLOCK 中的表达式。
6. 调用上下文管理器的 __exit()__ 方法。如果 BLOCK 的执行过程中发生了一个异常导致程序退出，那么异常的 type 、 value 和 traceback (即 sys.exc_info()的返回值 )将作为参数传递给 __exit()__ 方法。否则，将传递三个 None 。

mgr = (EXPR)
exit = type(mgr).__exit__ # 这里没有执行
value = type(mgr).__enter__(mgr)
exc = True
try:
  try:
    VAR = value # 如果有 as VAR
    BLOCK
  except:
    exc = False
    if not exit(mgr, *sys.exc_info()):
      raise
finally:
  if exc:
    exit(mgr, None, None, None)

将这个过程用代码表示，就是上边这样的。

这个过程有几个细节：

如果上下文管理器中没有 __enter()__ 或者 __exit()__ 中的任意一个方法，那么解释器会抛出一个 AttributeError 。
在 BLOCK 中发生异常后，如果 __exit()__ 方法返回一个可被看成是 True 的值，那么这个异常就不会被抛出，后面的代码会继续执行。

现在介绍一下sys模块的sys.exc_info()：

import sys

try:    

　　block

except:    

　　info=sys.exc_info()
　　print(info)

或者以如下的形式:

import sys    

tp,val,td = sys.exc_info() 

sys.exc_info()的返回值是一个tuple, (type, value/message, traceback)

这里的type ---- 异常的类型

value/message ---- 异常的信息或者参数

traceback ---- 包含调用栈信息的对象,从这点上可以看出此方法涵盖了traceback.

import sys
try:
    #text.txt not exist
    fp = open('text.txt','rb')
    data = fp.write()
except:
    print(sys.exc_info())

以上代码返回的数据值为：(<class 'FileNotFoundError'>, FileNotFoundError(2, 'No such file or directory'), <traceback object at 0x00000000011B8B48>)

实现上下文管理器类：

第一种方法是实现一个类，其含有一个实例属性 db 和上下文管理器所需要的方法 __enter()__ 和 __exit()__ 。

class transaction(object):
  def __init__(self, db):
    self.db = db

  def __enter__(self):
    self.db.begin()

  def __exit__(self, type, value, traceback):
    if type is None:
      self.db.commit()
    else:
      self.db.rollback()

使用生成器装饰器

在Python的标准库中，有一个装饰器可以通过生成器获取上下文管理器。使用生成器装饰器的实现过程如下：

from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def transaction(db):
    db.begin()
    try:
        yield db
    except:
        db.rollback()
        raise
    else:
        db.commit()

第一眼上看去，这种实现方式更为简单，但是其机制更为复杂。看一下其执行过程吧：

1. Python解释器识别到 yield 关键字后， def 会创建一个生成器函数替代常规的函数。
2. 装饰器 contextmanager 被调用并返回一个帮助方法，这个帮助函数在被调用后会生成一个 GeneratorContextManager 实例。最终 with 表达式中的 EXPR 调用的是由 contentmanager 装饰器返回的帮助函数。
3. with 表达式调用 transaction(db) ，实际上是调用帮助函数。帮助函数调用生成器函数，生成器函数创建一个生成器。
4. 帮助函数将这个生成器传递给 GeneratorContextManager ，并创建一个 GeneratorContextManager 的实例对象作为上下文管理器。
5. with 表达式调用实例对象的上下文管理器的 __enter()__ 方法。
6. __enter()__ 方法中会调用这个生成器的 next() 方法。这时候，生成器方法会执行到 yield db 处停止，并将 db 作为 next() 的返回值。如果有 as VAR ，那么它将会被赋值给 VAR 。
7. with 中的 BLOCK 被执行。
8. BLOCK 执行结束后，调用上下文管理器的 __exit()__ 方法。 __exit()__ 方法会再次调用生成器的 next() 方法。如果发生 StopIteration 异常，则 pass 。
9. 如果没有发生异常生成器方法将会执行 db.commit() ，否则会执行 db.rollback() 。

再次看看上述过程的代码大致实现：

def contextmanager(func):
  def helper(*args, **kwargs):
    return GeneratorContextManager(func(*args, **kwargs))
  return helper

class GeneratorContextManager(object):
  def __init__(self, gen):
    self.gen = gen

  def __enter__(self):
    try:
      return self.gen.next()
    except StopIteration:
      raise RuntimeError("generator didn't yield")

  def __exit__(self, type, value, traceback):
    if type is None:
      try:
        self.gen.next()
      except StopIteration:
        pass
      else:
        raise RuntimeError("generator didn't stop")
    else:
      try:
        self.gen.throw(type, value, traceback)
        raise RuntimeError("generator didn't stop after throw()")
      except StopIteration:
        return True
      except:
        if sys.exc_info()[1] is not value:
          raise

锁机制:

@contextmanager
def locked(lock):
  lock.acquired()
  try:
    yield
  finally:
    lock.release()

#标准输出重定向
@contextmanager
def stdout_redirect(new_stdout):
  old_stdout = sys.stdout
  sys.stdout = new_stdout
  try:
    yield
  finally:
    sys.stdout = old_stdout

with open("file.txt", "w") as f:
  with stdout_redirect(f):
    print "hello world"

出自：http://www.jb51.net/article/92387.htm

https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-pythonwith/

http://preshing.com/20110920/the-python-with-statement-by-example/