Python中的with语句与上下文管理器学习总结

时间:2021-05-23

0、关于上下文管理器
上下文管理器是可以在with语句中使用,拥有__enter__和__exit__方法的对象。

with manager as var: do_something(var)

相当于以下情况的简化:

var = manager.__enter__()try: do_something(var)finally: manager.__exit__()

换言之,PEP 343中定义的上下文管理器协议允许将无聊的try...except...finally结构抽象到一个单独的类中,仅仅留下关注的do_something部分。

__enter__方法首先被调用。它可以返回赋给var的值。as部分是可选的:如果它不出现,enter的返回值简单地被忽略。
with语句下的代码被执行。就像try子句,它们或者成功执行到底,或者break,continue或return,或者可以抛出异常。无论哪种情况,该块结束后,__exit__方法被调用。如果抛出异常,异常信息被传递给__exit__,这将在下一章节讨论。通常情况下,异常可被忽略,就像在finally子句中一样,并且将在__exit__结束后重新抛出。
比如说我们想确认一个文件在完成写操作之后被立即关闭:

>>> class closing(object):... def __init__(self, obj):... self.obj = obj... def __enter__(self):... return self.obj... def __exit__(self, *args):... self.obj.close()>>> with closing(open('/tmp/file', 'w')) as f:... f.write('the contents\n')

这里我们确保了当with块退出时调用了f.close()。因为关闭文件是非常常见的操作,该支持已经出现在file类之中。它有一个__exit__方法调用close,并且本身可作为上下文管理器。

>>> with open('/tmp/file', 'a') as f:... f.write('more contents\n')

try...finally常见的用法是释放资源。各种不同的情况实现相似:在__enter__阶段资源被获得,在__exit__阶段释放,如果抛出异常也被传递。正如文件操作,往往这是对象使用后的自然操作,内置支持使之很方便。每一个版本,Python都在更多的地方提供支持。

1、如何使用上下文管理器:

如何打开一个文件,并写入"hello world"

filename="my.txt"mode="w"writer=open(filename,mode)writer.write("hello world")writer.close()

当发生异常时(如磁盘写满),就没有机会执行第5行。当然,我们可以采用try-finally语句块进行包装:

writer=open(filename,mode)try: writer.write("hello world")finally: writer.close()

当我们进行复杂的操作时,try-finally语句就会变得丑陋,采用with语句重写:

with open(filename,mode) as writer: writer.write("hello world")

as指代了从open()函数返回的内容,并把它赋给了新值。with完成了try-finally的任务。

2、自定义上下文管理器

with语句的作用类似于try-finally,提供一种上下文机制。要应用with语句的类,其内部必须提供两个内置函数__enter__和__exit__。前者在主体代码执行前执行,后者在主体代码执行后执行。as后面的变量,是在__enter__函数中返回的。

class echo(): def output(self): print "hello world" def __enter__(self): print "enter" return self #可以返回任何希望返回的东西 def __exit__(self,exception_type,value,trackback): print "exit" if exception_type==ValueError: return True else: return Flase >>>with echo as e: e.output()
输出:
enterhello worldexit完备的__exit__函数如下:def __exit__(self,exc_type,exc_value,exc_tb)

其中,exc_type:异常类型;exc_value:异常值;exc_tb:异常追踪信息

当__exit__返回True时,异常不传播

3、contextlib模块

contextlib模块的作用是提供更易用的上下文管理器,它是通过Generator实现的。contextlib中的contextmanager作为装饰器来提供一种针对函数级别的上下文管理机制,常用框架如下:

from contextlib import contextmanager@contextmanagerdef make_context(): print 'enter' try: yield "ok" except RuntimeError,err: print 'error',err finally: print 'exit' >>>with make_context() as value: print value


输出为:

enter ok exit

其中,yield写入try-finally中是为了保证异常安全(能处理异常)as后的变量的值是由yield返回。yield前面的语句可看作代码块执行前操作,yield之后的操作可以看作在__exit__函数中的操作。

以线程锁为例:

@contextlib.contextmanagerdef loudLock(): print 'Locking' lock.acquire() yield print 'Releasing' lock.release() with loudLock(): print 'Lock is locked: %s' % lock.locked() print 'Doing something that needs locking' #Output:#Locking#Lock is locked: True#Doing something that needs locking#Releasing

4、contextlib.nested:减少嵌套

对于:

with open(filename,mode) as reader: with open(filename1,mode1) as writer: writer.write(reader.read())

可以通过contextlib.nested进行简化:

with contextlib.nested(open(filename,mode),open(filename1,mode1)) as (reader,writer): writer.write(reader.read())

在python 2.7及以后,被一种新的语法取代:

with open(filename,mode) as reader,open(filename1,mode1) as writer: writer.write(reader.read())

5、contextlib.closing()

file类直接支持上下文管理器API,但有些表示打开句柄的对象并不支持,如urllib.urlopen()返回的对象。还有些遗留类,使用close()方法而不支持上下文管理器API。为了确保关闭句柄,需要使用closing()为它创建一个上下文管理器(调用类的close方法)。

import contextlibclass myclass(): def __init__(self): print '__init__' def close(self): print 'close()' with contextlib.closing(myclass()): print 'ok'


输出:

__init__okclose()

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