公衆號：pythonislover

一般我們操作文件的時候，大家都會知道我們使用with的方式去寫，一般如下

with open('xxxx/test.txt') as f:

'xxxxxx'

那麼我們爲什麼要使用這種方式去操作文件呢？因爲with這種方式自動幫我們執行了close關閉文件句柄的操作，免的我們忘記關閉句柄，浪費資源。

那我們爲什麼是使用with方式就可以達到這種效果呢？這就是我們今天說的python的上下文管理器的作用。簡單來說上下文管理器必須在這個對象的類中聲明__enter__和__exit__方法

下面我們看看怎麼定義自己的上下文管理器：

class Context:

def __init__(self,name):
    self.name=name

# 下面使用with語句, 對象的__enter__被觸發, 返回值則賦值給as聲明的變量，這裏就是f
def __enter__(self):
    print('自定義上下文管理器')
    # return self
#with中代碼塊執行完畢時觸發執行，用來釋放資源，例如文件句柄，數據庫連接等
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print('程序運行結束，釋放資源')
    print(exc_type)
    print(exc_val)
    print(exc_tb)
    # return True

with Context('test.txt') as f:

print('主邏輯過程')

結果：
自定義上下文管理器
主邏輯過程
程序運行結束，釋放資源
None
None
None

我們可以看看執行的順序
with觸發__enter__方法
然後執行主邏輯過程
所有程序執行完之後觸發__exit__方法，釋放資源

這就是爲什麼我們用with方法操作文件時候不用f.close的原因，因爲在__exit__方法中幫我們自動釋放了文件句柄

__exit__()中的三個參數分別代表異常類型，異常值和追溯信息,with語句中代碼塊出現異常，則with後的代碼都無法執行

下面我們在類中加入異常代碼塊，看看什麼情況，是否with後的代碼都無法執行

class Context:

def __init__(self,name):
    self.name=name

# 下面使用with語句, 對象的__enter__被觸發, 返回值則賦值給as聲明的變量，這裏就是f
def __enter__(self):
    print('自定義上下文管理器')
    # return self
#with中代碼塊執行完畢時觸發執行，用來釋放資源，例如文件句柄，數據庫連接等
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print('程序運行結束，釋放資源')
    print(exc_type)
    print(exc_val)
    print(exc_tb)
    # return True
def  get_values(self):
    dic = {'a':1,'b':2}
    print(dic['c']) # 取一個不存在的key

p = Context('test.txt')
with Context('test.txt') as f:

print('主邏輯過程')
Context.get_values(p)

print('會不會執行我們') #主邏輯

結果：

自定義上下文管理器
主邏輯過程
Traceback (most recent call last):
程序運行結束，釋放資源
File "C:/Users/aryin/Desktop/mysite2/上下文管理器.py", line 24, in

Context.get_values(p)

File "C:/Users/aryin/Desktop/mysite2/上下文管理器.py", line 19, in get_values
'c'

print(dic['c']) # 取一個不存在的key

KeyError: 'c'

可以看到報出KeyError，這也是我們預測到的，主邏輯也確實沒有執行（print('會不會執行我們') 沒有執行），那我們怎麼利用__exit__中的三個參數捕獲異常並且實現代碼繼續執行呢？

class Context:

def __init__(self,name):
    self.name=name

# 下面使用with語句, 對象的__enter__被觸發, 返回值則賦值給as聲明的變量，這裏就是f
def __enter__(self):
    print('自定義上下文管理器')
    # return self
#with中代碼塊執行完畢時觸發執行，用來釋放資源，例如文件句柄，數據庫連接等
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print('程序運行結束，釋放資源')
    print(exc_type)
    print(exc_val)
    print(exc_tb)
    return True  #新添加這句
def  get_values(self):
    dic = {'a':1,'b':2}
    print(dic['c']) # 取一個不存在的key

p = Context('test.txt')
with Context('test.txt') as f:

print('主邏輯過程')
Context.get_values(p)

print('會不會執行我們') #主邏輯

結果：
自定義上下文管理器
主邏輯過程
程序運行結束，釋放資源

'c'

會不會執行我們

我們可以看到程序沒有奔潰，我們執行在__exit__函數中增加了reture True，實現異常被捕獲，並且主邏輯繼續執行（print('會不會執行我們')）
，也就是說如果__exit()返回值爲True,那麼異常會被清空，就好像啥都沒發生一樣，with後的語句正常執行。

我們可以使用with的上下文管理器更優雅的處理代碼的中的異常捕獲，而不用try..execpt..這種方法去捕獲，並且可以實現，程序執行完畢之後，我們想操作的一些資源釋放操作，這樣增加了代碼的簡潔程度和可讀性。

下面我們看看一個文件的寫入的With案例

class Context:

def __init__(self,filepath,mode='r',encoding='utf-8'):
    self.filepath=filepath
    self.mode=mode
    self.encoding=encoding

def __enter__(self):
    # print('enter')
    self.f=open(self.filepath,mode=self.mode,encoding=self.encoding)
    return self.f

def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    # print('exit')
    print(exc_type)
    print(exc_val)
    print(exc_tb)
    self.f.close()
    return True
def __getattr__(self, item):
    return getattr(self.f,item)

with Context('file_read.txt','w') as f:

print(f)
f.write('testfile') #正常寫入
f.xxxxx #拋出異常，__exit__處理捕獲異常，並且釋放文件句柄

結果：
<_io.TextIOWrapper name='file_read.txt' mode='w' encoding='utf-8'>

'_io.TextIOWrapper' object has no attribute 'wasdf'

下面介紹另外一種實現上下文管理器的方式，上面我們通過類的方式去實現，下面我們通過方法加裝飾器的方式實現，具體的原理上面說過了，這裏就不說了，這種方法也許更加歡迎。

import contextlib

裝飾器

@contextlib.contextmanager
def context(filepath,mode='r',encoding='utf-8'):


#這段相關於__enter__方法
print('這是__enter__')
f = open(filepath, mode=mode,encoding=encoding)

try:
    yield f
except Exception as e:  #捕獲異常
    print(e)
finally:

    # 這段相關於__exit__方法
    print('這是__exit__')
    f.close()

    return True

下面用法相同

with context('file_read.txt','w') as f:

print(f)
f.write('testfile') #正常寫入
f.xxxxx #拋出異常，__exit__處理捕獲異常，並且釋放文件句柄

最後我們說說Python的優點吧

1.使用with語句的目的就是把代碼塊放入with中執行，with結束後，自動完成清理工作，無須手動干預
2.在需要管理一些資源比如文件，數據庫連接和鎖的編程環境中，可以在__exit__中定製自動釋放資源的機制
3.提高代碼的可讀性，簡潔性等等

一篇文章告訴你Python上下文管理器怎麼用

裝飾器

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