python 上下文管理器及自定义原理解析
这篇文章主要介绍了python上下文管理器原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
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，实现原理建立在上下文管理器之上。
Python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。
上下文管理器是Python2.5之后才出现的概念。上下文管理器规定了某个对象的使用范围，当进入或者离开了使用范围，都会有相应的一些调用，比如代码块开始时执行一些准备，代码块结束时结束一些操作。它更多的是用于资源的分配和释放上，即在开始时分配资源，结束时释放一些资源。比如在执行数据库查询时要建立连接，查询结束后要释放连接；写文件时要先打开文件，写结束后，要关闭文件等等。还有，就是资源的加锁和解锁，比如在使用多线程时，可能会用到加锁和解锁。
上下文管理器可以通过使用更可读、更精简的代码实现资源的分配与释放。
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with的使用
对于上下文管理器的使用，最常见的是使用with语句，with语句可构建资源的分配与释放的语法糖。
因为with语句就是为支持上下文管理器而存在的，使用上下文管理协议的方法包裹一个代码块（with语句体）的执行，并为try...except...finally提供了一个方便使用的封装。
一般语法：
defload_data(filename):
f=file(filename,'w')
try:
f.write('testfile')
finally:
f.close()
使用with：
#使用with
withopen('test.txt','w')asf:
f.write('Python')
通过with语句在编写代码时，会使代码变得更加简洁，不用再去关闭文件。
我们并不需要写文件的关闭操作，文件会在使用完后自动关闭。
with的执行原理
实际上，在文件操作时，并不是不需要写文件的关闭，而是文件的关闭操作在with的上下文管理器中的协议方法里已经写好了。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。
上下文管理协议(contextmanagementprotocol)
ContextManager,上下文是context直译的叫法,在程序中用来表示代码执行过程中所处的前后环境。
上下文管理器中有__enter__和__exit__两个方法，以with为例子，__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。
上下文管理协议包括两个方法：
contextmanager.__enter__()从该方法进入运行时上下文，并返回当前对象或者与运行时上下文相关的其他对象。如果with语句有as关键词存在，返回值会绑定在as后的变量上。
contextmanager.__exit__(exc_type,exc_val,exc_tb)退出运行时上下文，并返回一个布尔值标示是否有需要处理的异常。如果在执行with语句体时发生异常，那退出时参数会包括异常类型、异常值、异常追踪信息，否则，3个参数都是None。
with语句的语法如下：
withEXPRasVAR: BLOCK
with和as是关键词，EXPR就是上下文表达式，是任意表达式（一个表达式，不是表达式列表），VAR是赋值的目标变量。"asVAR"是可选的。
上述语句的底层实现可以这样描述：
mgr=(EXPR) exit=type(mgr).__exit__#并没有调用 value=type(mgr).__enter__(mgr) exc=True try: try: VAR=value#如果有"asVAR" BLOCK except: #这里会处理异常 exc=False ifnotexit(mgr,*sys.exc_info()): raise #如果__exit__返回值是false，异常将被传播；如果返回值是真，异常将被终止 finally: ifexc: exit(mgr,None,None,None)
这样with语句的执行过程就很清楚了。
- 执行上下文表达式，获取上下文管理器
- 加载上下文管理器的__exit__()方法以备后期调用
- 调用上下文管理器的__enter__()方法
- 如果with语句有指定目标变量，将从__enter__()方法获取的相关对象赋值给目标变量
- 执行with语句体
- 调用上下文管理器的__exit__()方法，如果是with语句体造成的异常退出，那异常类型、异常值、异常追踪信息将被传给__exit__()，否则，3个参数都是None。
也可以将多个表达式组织在一起。
withA()asa,B()asb: BLOCK
它等价于
withA()asa:withB()asb:BLOCK
注：多上下文表达式是从python2.7开始支持的
自定义上下文管理器（模拟with打开文件）
要实现一个自定义的上下文管理器，肯定要实现两个方法，一是进入对象范围时的准备工作，二是离开对象范围时的结束工作。
Python提供了两个类的方法分别实现上述功能：
- __enter__进入对象范围时（一般代码块开始）被调用；
- __exit__离开对象范围时（代码块结束）呗调用；
因此，一个Python类，只要实现了上述两种方法，就可以说是一个上下文管理器。
classMyOpen(object):
def__init__(self,path,mode):
#记录要操作的文件路径和模式
self.__path=path
self.__mode=mode
def__enter__(self):
print('代码执行到了__enter__......')
#打开文件
self.__handle=open(self.__path,self.__mode)
#返回打开的文件对象引用,用来给as后的变量f赋值
returnself.__handle
#退出方法中，用来实现善后处理工作
def__exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):
print('代码执行到了__exit__......')
self.__handle.close()
#a+打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
withMyOpen('test.txt','a+')asf:
#创建写入文件
f.write("HelloPython!!!")
print("文件写入成功")
通过执行顺序，可以看到文件写入操作执行完之后，自动调用了__exit__方法，做了善后处理工作。
代码执行到了__enter__...... 文件写入成功 代码执行到了__exit__......
__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。
exc_type:异常类型
exc_val:异常值
exc_tb:异常回溯追踪
#编写两个数做除法的程序，然后给除数穿入0
classMyCount(object):
#接收两个参数
def__init__(self,x,y):
self.__x=x
self.__y=y
#返回一个地址（实质是被as后的变量接收），实例对象就会执行MyCount中的方法:div()
def__enter__(self):
print('代码执行到了__enter__......')
returnself
def__exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):
print("代码执行到了__exit__......")
ifexc_type==None:
print('程序没问题')
else:
print('程序有问题，如果你能你看懂，问题如下：')
print('Type:',exc_type)
print('Value:',exc_val)
print('TreacBack:',exc_tb)
#返回值决定了捕获的异常是否继续向外抛出
#如果是False那么就会继续向外抛出，程序会看到系统提示的异常信息
#如果是True不会向外抛出，程序看不到系统提示信息，只能看到else中的输出
returnTrue
defdiv(self):
print("代码执行到了除法div")
returnself.__x/self.__y
withMyCount(1,0)asmc:
mc.div()
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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