python的with與上下文管理器怎么理解

這篇“python的with與上下文管理器怎么理解”文章的知識點大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“python的with與上下文管理器怎么理解”文章吧。

對于系統(tǒng)資源如文件、數(shù)據(jù)庫連接、socket 而言，應用程序打開這些資源并執(zhí)行完業(yè)務邏輯之后，必須做的一件事就是要關(guān)閉（斷開）該資源。

比如 Python 程序打開一個文件，往文件中寫內(nèi)容，寫完之后，就要關(guān)閉該文件，否則會出現(xiàn)什么情況呢？極端情況下會出現(xiàn) “Too many open files” 的錯誤，因為系統(tǒng)允許你打開的最大文件數(shù)量是有限的。

同樣，對于數(shù)據(jù)庫，如果連接數(shù)過多而沒有及時關(guān)閉的話，就可能會出現(xiàn) “Can not connect to MySQL server Too many connections”，因為數(shù)據(jù)庫連接是一種非常昂貴的資源，不可能無限制的被創(chuàng)建。

來看看如何正確關(guān)閉一個文件。

普通版：

def m1():
    f = open("output.txt", "w")
    f.write("python之禪")
    f.close()

這樣寫有一個潛在的問題，如果在調(diào)用 write 的過程中，出現(xiàn)了異常進而導致后續(xù)代碼無法繼續(xù)執(zhí)行，close 方法無法被正常調(diào)用，因此資源就會一直被該程序占用者釋放。那么該如何改進代碼呢？

進階版：

def m2():
    f = open("output.txt", "w")
    try:
        f.write("python之禪")
    except IOError:
        print("oops error")
    finally:
        f.close()

改良版本的程序是對可能發(fā)生異常的代碼處進行捕獲，使用 try/finally 語句，該語句表示如果在 try 代碼塊中程序出現(xiàn)了異常，那么后續(xù)代碼不再執(zhí)行，而直接跳轉(zhuǎn)到 except 代碼塊。不過，最終不管有沒有異常發(fā)生， finally 塊的代碼最終都會被執(zhí)行。因此，即使在 write過程中報錯了，那么最終還是執(zhí)行到 finally 中去 close 文件。

高級版：

def m3():
    with open("output.txt", "r") as f:
        f.write("Python之禪")

一種更加簡潔、優(yōu)雅的方式就是用 with 關(guān)鍵字。open 的返回值賦值給變量 f，當離開 with 代碼塊的時候，系統(tǒng)會自動調(diào)用 f.close() 方法， with 的作用和使用 try/finally 語句是一樣的。那么它的實現(xiàn)原理是什么？在講 with 的原理前要涉及到另外一個概念，就是上下文管理器（Context Manager）。

上下文管理器

實現(xiàn)了 __enter__() 和 __exit__() 方法的對象都可稱之為上下文管理器，任何實現(xiàn)了上下文管理器的對象都可以使用 with 關(guān)鍵字。顯然，文件（file）對象也實現(xiàn)了上下文管理器。

那么文件對象是如何實現(xiàn)這兩個方法的呢？我們可以模擬實現(xiàn)一個自己的文件類，讓該類實現(xiàn) __enter__() 和 __exit__() 方法。

class File():

    def __init__(self, filename, mode):
        self.filename = filename
        self.mode = mode

    def __enter__(self):
        print("entering")
        self.f = open(self.filename, self.mode)
        return self.f

    def __exit__(self, *args):
        print("will exit")
        self.f.close()

__enter__() 方法返回資源對象，這里就是你將要打開的那個文件對象，__exit__() 方法處理一些清除工作。

因為 File 類實現(xiàn)了上下文管理器，現(xiàn)在就可以使用 with 語句了。

with File('out.txt', 'w') as f:
    print("writing")
    f.write('hello, python')

這樣，你就無需在顯示地調(diào)用 close 方法了。這些有系統(tǒng)去調(diào)用。哪怕中間遇到異常 close 方法也會被調(diào)用。

contextlib

Python 還提供了一個 contextmanager 的裝飾器，更進一步簡化了上下文管理器的實現(xiàn)方式。通過 yield 將函數(shù)分割成兩部分，yield 之前的語句在 __enter__ 方法中執(zhí)行，yield 之后的語句在 __exit__ 方法中執(zhí)行。緊跟在 yield 后面的值是函數(shù)的返回值。例如：

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_open(path, mode):
    f = open(path, mode)
    yield f
    f.close()

調(diào)用

with my_open('out.txt', 'w') as f:
    f.write("hello , the simplest context manager")

以上就是關(guān)于“python的with與上下文管理器怎么理解”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。