Python - Context Manager 上下文管理器

什么是上下文管理器

官方解释...

• 上下文管理器是一个对象
• 它定义了在执行 with 语句时要建立的运行时上下文
• 上下文管理器处理进入和退出所需的运行时上下文以执行代码块
• 上下文管理器通常使用 with 语句调用，但也可以通过直接调用它们的实例方法来使用

一顿花里胡哨猛如虎，结果我也不太懂

简单一句话

同时包含 __enter__() 和 __exit__() 方法的对象就是上下文管理器

__enter__(self)

• 进入上下文管理器自动调用的方法
• 该方法会在 with ... as ... 代码块执行之前执行
• 如果 with 语句有 as 子句，且该方法有返回值，那么该方法的返回值会被赋值给 as 子句后的变量，最常见的 with open('file_path', 'w') as file:
• 该方法可以返回多个值，因此在 as 子句后面也可以指定多个变量（多个变量必须由“()”括起来组成元组）

__exit__(self, exc_type, exc_value, exc_traceback)

• 退出上下文管理器自动调用的方法，会返回一个布尔类型的值
• 该方法会在 with ... as ... 代码块执行之后执行
• 如果 with ... as ... 代码块成功执行结束，程序自动调用该方法，且三个参数都为 None
• 如果 with ... as ... 代码块执行时发生异常，通过 sys.exc_info() 得到异常信息，三个参数值分别是：异常类型、异常信息、异常回溯信息类型

有哪些常见上下文管理器？

打开文件

with open('file_path', 'w') as file:
    file.write('hello world !')

拆分了解

• 上下文表达式： with open('file_path', 'w') as file:
• 上下文管理器： open('file_path', 'w')
• file：可以理解为资源对象

执行顺序

1. 先执行 open() 的 __enter__() 方法，将返回值赋值给 file
2. 执行 file.write('hello world !')
3. 最后执行 open() 的 __exit__() 方法

自定义上下文管理器

其实有两种方式

1. 基于类实现
2. 基于生成器实现

基于类实现上下文管理器

只需要给对象添加一个 __enter__ 和一个 __exit__ 方法

import sys

class Resource:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("== 初始化方法 ==")

    def __enter__(self):
        print(f"** 进入上下文管理器自动调用：name is {self.name}")
        # 可以返回任意类型的值
        return {"name": self.name}

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print(f"## 退出上下文管理器自动调用：", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
        if exc_tb is None:
            print("没有异常时关闭资源")
        else:
            print("遇到异常时关闭资源")

通过 with 来调用该上下文管理器

也称为：使用 with ... as ... 管理资源

with Resource("小菠萝") as r:
    print(r)

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用：name is 小菠萝
{'name': '小菠萝'}
## 退出上下文管理器自动调用： (None, None, None) None None None
没有异常时关闭资源

__exit__() 方法的三个参数值都是 None

with 代码块抛出异常

with Resource("异常小菠萝") as r:
    print('[with代码块] 异常之前的代码')
    raise Exception("抛出了 Exception")
    print('[with代码块] ~~~~~~~~异常之后的代码')

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用：name is 异常小菠萝
[with代码块] 异常之前的代码
## 退出上下文管理器自动调用： (<class 'Exception'>, Exception('抛出了 Exception'), <traceback object at 0x10e203200>) <class 'Exception'> 抛出了 Exception <traceback object at 0x10e203200>
遇到异常时关闭资源
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/polo/Documents/pylearn/第七章：文件相关/1_上下文管理器.py", line 36, in <module>
    raise Exception("抛出了 Exception")
Exception: 抛出了 Exception 

代码块抛出异常的时候，可以看到 __exit__() 方法的三个参数值的确来源于 sys.exc_info()

总结

• 无论 with 代码块是否有异常，最终都会自动调用 __exit__() 方法
• 当抛出异常时，__exit__() 默认返回 None，会重新抛出异常到外面，让 with ... as ... 以外的代码来处理异常
• 反之，如果返回 True，就会忽略异常，不再对异常进行处理

__exit__() 返回 True

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print(f"## 退出上下文管理器自动调用：", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
        if exc_tb is None:
            print("没有异常时关闭资源")
        else:
            print("遇到异常时关闭资源")
            return True

# 再次运行
with Resource("异常小菠萝") as r:
    print('[with代码块] 抛出异常之前的代码')
    raise Exception
    print('[with代码块] 抛出异常之后的代码')

console 输出结果

== 初始化方法 ==
** 进入上下文管理器自动调用：name is 异常小菠萝
[with代码块] 异常之前的代码
## 退出上下文管理器自动调用： (<class 'Exception'>, Exception('抛出了 Exception'), <traceback object at 0x100e29200>) <class 'Exception'> 抛出了 Exception <traceback object at 0x100e29200>
遇到异常时关闭资源

不再抛出异常

基于生成器实现上下文管理器

通过装饰器 contextlib.contextmanager，来定义自己所需的基于生成器的上下文管理器

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def file_manager(name, mode):
    try:
        # 1、打开文件
        file = open(name, mode)
        # 2、返回文件资源对象
        yield file
    finally:
        # 3、关闭文件
        file.close()

with file_manager('a.txt', 'w') as file:
    print(file)
    file.write('hello world')

• 函数 file_manager() 就是一个生成器
• 当执行 with as 语句时，获取文件资源对象，生成器暂停执行，返回文件资源对象并赋值给 file
• 当 with 语句执行完后，生成器继续执行剩余代码，关闭文件，释放资源

总结

• 基于生成器的上下文管理器时，不再用定义 __enter__() 和 __exit__() 方法
• 但需要加上装饰器 @contextmanager

with 语句的教程

https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15335965.html