Python - Context Manager 上下文管理器

阿新 • • 發佈：2022-04-22

什麼是上下文管理器

官方解釋...

上下文管理器是一個物件
它定義了在執行 with 語句時要建立的執行時上下文
上下文管理器處理進入和退出所需的執行時上下文以執行程式碼塊
上下文管理器通常使用 with 語句呼叫，但也可以通過直接呼叫它們的例項方法來使用

一頓花裡胡哨猛如虎，結果我也不太懂

簡單一句話

同時包含 __enter__() 和 __exit__() 方法的物件就是上下文管理器

enter(self)

進入上下文管理器自動呼叫的方法
該方法會在 with ... as ... 程式碼塊執行之前執行
如果 with 語句有 as 子句，且該方法有返回值，那麼該方法的返回值會被賦值給

as 子句後的變數，最常見的 with open('file_path', 'w') as file:
該方法可以返回多個值，因此在 as 子句後面也可以指定多個變數（多個變數必須由“()”括起來組成元組）

exit(self, exc_type, exc_value, exc_traceback)

退出上下文管理器自動呼叫的方法，會返回一個布林型別的值
該方法會在 with ... as ... 程式碼塊執行之後執行
如果 with ... as ... 程式碼塊成功執行結束，程式自動呼叫該方法，且三個引數都為 None
如果 with ... as ... 程式碼塊執行時發生異常

，通過 sys.exc_info() 得到異常資訊，三個引數值分別是：異常型別、異常資訊、異常回溯資訊型別

有哪些常見上下文管理器？

開啟檔案

with open('file_path', 'w') as file:
file.write('hello world !')

拆分了解

上下文表達式： with open('file_path', 'w') as file:
上下文管理器： open('file_path', 'w')
file：可以理解為資源物件

執行順序

先執行 open() 的 __enter__() 方法，將返回值賦值給 file
執行 file.write('

hello world !')
最後執行 open() 的 __exit__() 方法

自定義上下文管理器

其實有兩種方式

基於類實現
基於生成器實現

基於類實現上下文管理器

只需要給物件新增一個 __enter__ 和一個 __exit__ 方法

import sys
class Resource:
def __init__(self, name):
        self.name = name
print("== 初始化方法 ==")
def __enter__(self):
print(f"** 進入上下文管理器自動呼叫：name is {self.name}")
# 可以返回任意型別的值
return {"name": self.name}
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print(f"## 退出上下文管理器自動呼叫：", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
if exc_tb is None:
print("沒有異常時關閉資源")
else:
print("遇到異常時關閉資源")

通過 with 來呼叫該上下文管理器

也稱為：使用 with ... as ... 管理資源

with Resource("小菠蘿") as r:
print(r)

console 輸出結果

== 初始化方法 ==
** 進入上下文管理器自動呼叫：name is 小菠蘿
{'name': '小菠蘿'}
## 退出上下文管理器自動呼叫： (None, None, None) None None None
沒有異常時關閉資源

__exit__() 方法的三個引數值都是 None

with 程式碼塊丟擲異常

with Resource("異常小菠蘿") as r:
print('[with程式碼塊] 異常之前的程式碼')
raise Exception("丟擲了 Exception")
print('[with程式碼塊] ~~~~~~~~異常之後的程式碼')

console 輸出結果

== 初始化方法 ==
** 進入上下文管理器自動呼叫：name is 異常小菠蘿
[with程式碼塊] 異常之前的程式碼
## 退出上下文管理器自動呼叫： (<class 'Exception'>, Exception('丟擲了 Exception'), <traceback object at 0x10e203200>) <class 'Exception'> 丟擲了 Exception <traceback object at 0x10e203200>
遇到異常時關閉資源
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/polo/Documents/pylearn/第七章：檔案相關/1_上下文管理器.py", line 36, in <module>
raise Exception("丟擲了 Exception")
Exception: 丟擲了 Exception

程式碼塊丟擲異常的時候，可以看到 __exit__() 方法的三個引數值的確來源於 sys.exc_info()

總結

無論 with 程式碼塊是否有異常，最終都會自動呼叫 __exit__() 方法
當丟擲異常時，__exit__() 預設返回 None，會重新丟擲異常到外面，讓 with ... as ... 以外的程式碼來處理異常
反之，如果返回 True，就會忽略異常，不再對異常進行處理

exit() 返回 True

def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print(f"## 退出上下文管理器自動呼叫：", sys.exc_info(), exc_type, exc_val, exc_tb)
if exc_tb is None:
print("沒有異常時關閉資源")
else:
print("遇到異常時關閉資源")
return True
# 再次執行
with Resource("異常小菠蘿") as r:
print('[with程式碼塊] 丟擲異常之前的程式碼')
raise Exception
print('[with程式碼塊] 丟擲異常之後的程式碼')

console 輸出結果

== 初始化方法 ==
** 進入上下文管理器自動呼叫：name is 異常小菠蘿
[with程式碼塊] 異常之前的程式碼
## 退出上下文管理器自動呼叫： (<class 'Exception'>, Exception('丟擲了 Exception'), <traceback object at 0x100e29200>) <class 'Exception'> 丟擲了 Exception <traceback object at 0x100e29200>
遇到異常時關閉資源

不再丟擲異常

基於生成器實現上下文管理器

通過裝飾器 contextlib.contextmanager，來定義自己所需的基於生成器的上下文管理器

from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def file_manager(name, mode):
try:
# 1、開啟檔案
file = open(name, mode)
# 2、返回檔案資源物件
        yield file
finally:
# 3、關閉檔案
file.close()
with file_manager('a.txt', 'w') as file:
    print(file)
file.write('hello world')