流畅python学习笔记：第十五章：上下文管理器

在开始本章之前，我们首先来谈谈try…excep..final模块.在Python中，进行异常保护的最多就是用try..except..final.首先来看下下面的代码。进行一个简单的除法运算。为了防止分母为0.所以用到了try…except…finally模块

def get_result():
    a=3
    b=0
    try:
        b=3/0             #函数主体运算代码
    except BaseException,e:  #当发生异常的时候，跳到这执行
        print e
    finally:           #不管是否发生异常，都执行finally语句
        print b
if __name__=="__main__":
    get_result()

E:\python2.7.11\python.exe E:/py_prj/fluent_python/chapter15.py

integer division or modulo by zero

0

从结果可以看出，打印出了integer division or modulo by zero的失败信息。但是在上面的代码中分支还是太多，有没有一种更为简洁的方法来达到这个效果呢。这就是本章要介绍的with模块。

我们经常看到python书上在打开文件进行读取的时候代码是下面的样子，并且推荐这样写。原因是能够释放资源，比如在文件用完后自动关闭文件。

with open('filename','wt') as f:
    f.write("hello world") 

如果我们不用with,那么代码就得按照下面的方式写。代码分支更多一些

file=open('filename','wt')
try:
    data=file.read()
finally:
    file.close()

那么with语句的工作原理是什么呢？ 主要是两个模块 __enter__和__exit__。工作流程主要是2步：

1 紧跟with后面的语句被求值后，返回对象的__enter__()方法被调用，这个方法的返回值将被赋值给as后面的变量

2 当with后面的代码块全部被执行完之后，将调用前面返回对象的__exit__()方法

来看下代码的实现：

class try_with(object):
    def __enter__(self):
        print "in __enter__"
        return "__enter__"
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print "in __exit__"

if __name__=="__main__":
    with try_with() as t:
        print "in __main__"
        print t

E:\python2.7.11\python.exe E:/py_prj/fluent_python/chapter15.py

in __enter__

in __main__

__enter__

in __exit__

从执行结果可以看到，首先执行了__enter__，返回”__enter__”并且赋值给t. 然后执行with as后面的代码段。当执行完了后，执行__exit__。另外在__exit__中还有3个参数:exc_type,exc_val,exc_tb. 这些参数是异常场景下才会使用的，我们来把代码修改下：
class try_with(object):
    def __enter__(self):
        print "in __enter__"
        return self
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print "type:%s" % exc_type
        print "val:%s" % exc_val
        print "tb:%s" % exc_tb
        print "in __exit__"
    def calculate(self):
        ret=1/0
        print ret

if __name__=="__main__":
    with try_with() as t:
        print "in __main__"
        print t.calculate()

E:\python2.7.11\python.exe E:/py_prj/fluent_python/chapter15.py

in __enter__

in __main__

type:<type 'exceptions.ZeroDivisionError'>

val:integer division or modulo by zero

tb:<traceback object at 0x017F2030>

in __exit__

Traceback (most recent call last):

  File "E:/py_prj/fluent_python/chapter15.py", line 31, in <module>

    print t.calculate()

  File "E:/py_prj/fluent_python/chapter15.py", line 13, in calculate

    ret=1/0

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

从结果可以看出：实际上，在with后面的代码块抛出任何异常时，__exit__()方法被执行。正如例子所示，异常抛出时，与之关联的type，value和stack trace传给__exit__()方法，因此抛出的ZeroDivisionError异常被打印出来了。开发库时，清理资源，关闭文件等等操作，都可以放在__exit__方法当中。因此，Python的with语句是提供一个有效的机制，让代码更简练，同时在异常产生时，清理工作更简单。 

看到这里我们再回想下之前的文件打开代码，这时可以理解了为什么书中都推荐用with打开。在open中其实是实现了__enter__和__exit__语句来保障文件的正确打开和关闭

with open('filename','wt') as f:
    f.write("hello world")

那么我们是否可以自定义一个上下文管理器呢？这里python也提供了模块让我们来自定义，这就是@contextmanager装饰器。我们来看下代码@contextmanagdef file_open(path)

    try:
        f=open('filename','wt')
        yield f
    except BaseException,e
        print e
    finally:
        print 'close file'
        f.close()

if __name__=="__main__":
    with file_open() as file_obj:
        file_obj.write("hello world")

我们从contextlib模块中引入contextmanager，然后装饰我们所定义的file_open函数。这就允许我们使用Python的with语句来调用file_open函数。在函数中，我们打开文件，然后通过yield，将其传递出去，最终主调函数可以使用它。

一旦with语句结束，控制就会返回给file_open函数，它继续执行yield语句后面的代码。这个最终会执行finally语句--关闭文件。如果我们在打开文件时遇到了OSError错误，它就会被捕获，最终finally语句依然会关闭文件句柄。