【python】上下文管理器:协议、with 语句

上下文管理器

概念:实现了上下文协议的对象即为上下文管理器。

1. 上下文表达式:with open('test.txt') as f:
2. 上下文管理器:open('test.txt')
3. f 不是上下文管理器,应该是资源对象。
上下文管理器的协议:

__enter__进入的方法
__exit__退出的方法

【作用】:一种更加优雅的方式,操作(创建/获取/释放)资源,如文件操作、数据库连接;可以以一种更加优雅的方式,处理异常;

with 语句

谈及上下文管理器,就不得不提一下with 语句,with 语句是 Pyhton 提供的一种简化语法,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,with 语句主要是为了简化代码操作。
语法如下:

with context as var:
    statements(语句)

【知识拓展】:线程中的锁其实也实现了上下文管理协议:

import threading

withthreading.Lock():

    # 关键部分 

    statements

    # 关键部分结束 
  • with:当文件操作执行完成后, with语句会自动调用上下文管理器里的关闭语句来关闭文件资源。
  • with 语句的实现原理建立在上下文管理器之上

【注释】Python 提供了 with 语法用于简化资源操作的后续清除操作,是try / finally的替代方法。Python 还提供了一个 contextmanager 装饰器,更进一步简化上下管理器的实现方式。
【耿直插播】contextlib模块contextmanager装饰器可以更方便的实现上下文管理器。(使用装饰器在一定程度上也简化了代码)
任何能够被yield关键词分割成两部分的函数,都能够通过装饰器装饰的上下文管理器来实现。任何在yield之前的内容都可以看做在__enter__中的代码执行前的操作,而任何yield之后的操作都可以放在__exit__函数中。

下面讲讲关于上下文管理器的协议的用法

__enter__方法会在执行 with 后面的语句时执行,一般用来处理操作前的内容。比如一些创建对象,初始化等;
__exit__方法会在 with 内的代码执行完毕后执行,一般用来处理一些善后收尾工作,比如文件的关闭,数据库的关闭等。

__exit__方法的参数

__exit__方法中有三个参数,用来接收处理异常,如果代码在运行时发生异常,异常会被保存到这里。 __exit__函数就能够拿到关于异常的所有信息(异常类型,异常值以及异常追踪信息),这些信息将帮助异常处理操作。

  • exc_type : 【异常类型】

  • exc_val : 【异常值】

  • exc_tb : 【异常回溯追踪】


关于上下文管理器的用法,举个实际的例子来看看:

import sys
class lookingGlass:
    def __enter__(self):
        self.original_write = sys.stdout.write
        sys.stdout.write = self.reverse_write
        return "ASDFGHJKL"

    def reverse_write(self, text):
        self.original_write(text[::-1])

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        """
        :param exc_type: 异常的类型
        :param exc_val: 异常实例  except ZeroDivisionError as data
        :param exc_tb: traceback对象
        :return:
        """
        sys.stdout.write = self.original_write
        return True  
       # 如果返会True 则代表已正确处理异常;如果返会TRUE以外的其他值,则代表异常未处理,异常会层层上抛

with lookingGlass() as what:

    print("ABC$$$$HJK")
    print(what)

import contextlib

@contextlib.contextmanager
def looking_glass():
    original_write = sys.stdout.write

    def reverse_write(text):
        # original_write(text[1:10:-1])
        original_write(text[::-1])

    sys.stdout.write = reverse_write
    yield 'AAA¥¥¥SSS'
    # 以yield为分界点, yield之后的代码相当于__exit__中的代码;yield之前的代码,相当于__enter__中的代码
    # yield 的值相当于__exit__中的返回值;
    sys.stdout.write = reverse_write
print('-------$$$$------')
with looking_glass() as ABC:
    print('Zurich')
    print(ABC)
输出结果如图

下面,我们来分析一下实现过程。

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